地中海波西多尼亞海洋草的郁郁蔥蔥的草地。馬克斯普朗克海洋微生物研究所的科學(xué)家預(yù)測，他們的發(fā)現(xiàn)與許多海洋環(huán)境有關(guān)，包括其他海草物種，紅樹林和鹽沼。
圖片來源：HyDRA Marine Sciences GmbH
海中的甜蜜點：海草草甸下的糖山
海草床是水下綠洲?，F(xiàn)在，科學(xué)家們在海草草甸下發(fā)現(xiàn)了大量的糖。這為植物如何在海洋中儲存碳提供了新的視角。
海草在世界各地的許多沿海地區(qū)形成郁郁蔥蔥的綠色草地。這些海洋植物是地球上最有效的全球碳匯之一：一平方公里的海草儲存的碳幾乎是陸地森林的兩倍，速度是陸地森林的35倍。現(xiàn)在，來自德國不來梅馬克斯普朗克海洋微生物研究所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，海草將大量的糖釋放到它們的土壤中，即所謂的根際。海草下方的糖濃度至少是以前在海洋環(huán)境中測量的80倍。
“從這個角度來看：我們估計全世界有0.6至130萬噸糖，主要以蔗糖的形式，在海草根際，”馬克斯普朗克海洋微生物研究所代謝相互作用研究小組負(fù)責(zé)人Manuel Liebeke解釋說。這大致相當(dāng)于320億罐可樂中的糖量！”
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外觀美觀，難以采樣：測量海水中的蔗糖和多酚等代謝物很困難。來自不來梅馬克斯普朗克海洋微生物研究所的科學(xué)家不得不開發(fā)一種特殊的方法來處理海水中的大量鹽，這使得代謝物的測量變得如此困難。圖片來源：HyDRA Marine Sciences GmbH
多酚阻止微生物食用糖
微生物喜歡糖：它易于消化，充滿活力。那么，為什么蔗糖沒有被海草根際中龐大的微生物群落所消耗呢？“我們花了很長時間試圖弄清楚這一點，”第一作者M(jìn)aggie Sogin說，她領(lǐng)導(dǎo)了意大利厄爾巴島和馬克斯普朗克海洋微生物研究所的研究。
“這大致相當(dāng)于320億罐可樂中的糖量！”
“我們意識到，海草和許多其他植物一樣，會將酚類化合物釋放到沉積物中。紅酒，咖啡和水果都富含酚類物質(zhì)，許多人將它們作為保健品。鮮為人知的是，酚類物質(zhì)是抗菌劑，可抑制大多數(shù)微生物的新陳代謝。“在我們的實驗中，我們將從海草中分離出的酚類物質(zhì)添加到海草根際中的微生物中-事實上，與沒有酚類物質(zhì)時相比，攝入的蔗糖要少得多。
一些專家在海草根際的糖中茁壯成長
為什么海草會產(chǎn)生如此大量的糖，然后才將它們傾倒到根際中？馬克斯普朗克海洋微生物研究所所長Nicole Dubilier解釋說：“海草在光合作用過程中產(chǎn)生糖。在平均光照條件下，這些植物使用它們產(chǎn)生的大部分糖來促進(jìn)自身的新陳代謝和生長。但在高光照條件下，例如在中午或夏季，植物產(chǎn)生的糖分比它們可以使用或儲存的糖更多。然后，它們將多余的蔗糖釋放到根際中。把它想象成一個溢流閥。
Manuel Liebeke和Nicole Dubilier在實驗室。圖片來源：Achim Multhaupt
有趣的是，盡管條件具有挑戰(zhàn)性，但一小群微生物專家能夠在蔗糖上茁壯成長。Sogin推測，這些蔗糖專家不僅能夠消化蔗糖和降解酚類物質(zhì)，而且可以通過產(chǎn)生生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)（如氮）為海草提供益處?！爸参锖透H微生物之間的這種有益關(guān)系在陸地植物中是眾所周知的，但我們才剛剛開始了解海草與海洋根際微生物的親密而復(fù)雜的相互作用，”她補充道。
瀕危和重要棲息地
海草草甸是我們星球上最受威脅的棲息地之一。“看看當(dāng)海草群落被摧毀時，有多少藍(lán)碳-即世界海洋和沿海生態(tài)系統(tǒng)捕獲的碳-會損失，我們的研究清楚地表明：不僅是海草本身，而且活海草下面的大量蔗糖會導(dǎo)致儲存碳的損失。我們的計算表明，如果海草根際中的蔗糖被微生物降解，至少154萬噸二氧化碳將被釋放到全球大氣中，“Liebeke說?！斑@大致相當(dāng)于33萬輛汽車一年排放的二氧化碳量。
所有海洋的海草都在迅速減少，據(jù)估計，一些地方的年損失高達(dá)7%，與珊瑚礁和熱帶雨林的損失相當(dāng)。世界上多達(dá)三分之一的海草可能已經(jīng)消失?！拔覀儗２莸牧私獠蝗缥覀儗﹃懙貤⒌氐牧私饽敲炊啵盨ogin強(qiáng)調(diào)說?！拔覀兊难芯坑兄谖覀兞私獾厍蛏献钪匾难睾⒌刂唬?qiáng)調(diào)了保護(hù)這些藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)的重要性。
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