海洋酸化提高浮游植物苯酚類物質的含量及其食物鏈效應

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海洋酸化提高浮游植物苯酚類物質的含量及其食物鏈效應

海洋以每小時100萬t以上的速率從大氣中吸收CO2，緩解全球變暖的同時，卻導致海水pH不斷下降，引起海洋酸化．該化學環境的變化影響了海洋生物的代謝與生存［1］，然而其影響機理尚不清楚;雖已有相關報道［2］，但目前爭議性仍較大．

高坤山教授課題組歷時5年，結合多種實驗手段在不同規模培養體系(實驗室內，微尺度與中尺度生態系統裝置)中開展了一系列研究，闡明了浮游植物在海洋酸化條件下增加毒性物質苯酚類的含量，并使該物質在次級生產者浮游動物體內的含量也升高，顯示了酸化影響的食物鏈效應．近期該課題組(第一作者:金鵬)以“Ocean acidification increases the accumulation of toxic phenolic compounds across trophic levels”為題在《Nature Communications》上發表了最新的研究成果［3］．研究發現鈣化浮游植物在2種CO2濃度條件下(對照組: 395×10－6;酸化組: 1 000×10－6)的蛋白表達有明顯差異，并根據蛋白種類的變化建立了如下科學假設:酸化促進該藻類β－氧化、檸檬酸循環、糖酵解等代謝途徑(圖1)，會使細胞內苯酚類(毒性物質)含量升高，并產生食物鏈效應．

為驗證該設想，該課題組通過微尺度( 30 L)和中尺度( 4 000 L)生態系統裝置開展了進一步研究，發現浮游植物群落苯酚類物質含量和呼吸速率，與對照組相比，在酸化條件下分別增加了46%～212%和130% ～160%．在此基礎上，該課題組將微、中尺度生態系統中生長的浮游植物喂食浮游動物，發現浮游動物體內苯酚類物質的含量也明顯升高，增加了28%～48%．這些實驗結果表明以上理論假設成……