光合作用在北極黑暗中蓬勃發展

最近的一項研究表明,北極微藻可以在極夜結束時在極弱的光照條件下進行光合作用,這表明海洋光合作用的潛力比之前理解的更廣泛。圖片來源:

研究團隊發布了

計畫的新成果。根據一項針對極夜後北 阿聯酋 電話號碼庫 極微藻生長的全球研究,即使在非常低的光照條件下,自然界也會發生光合作用。這項研究是在北緯 88° 附近的 險期間進行的。研究結果表明,即使在這些極北地區,微藻也能夠在三月下旬透過光合作用累積生物量。

此時,太陽剛好高於地平線,因此北冰洋冰雪覆蓋下的微藻棲息地仍然幾乎完全黑暗。現在發表在雜誌上的這項研究結果表明,海洋中的光合作用在低得多的光照條件下是可能的,因此可以在比之前假設的更深的地方進行。

了解弱光下的光合作用

電話號碼庫

光合作用將陽光轉化為生物可 亞洲手機號碼粉 用的能量,從而構成了地球上所有生命的基礎。然而,先前對此所需光量的測量始終遠高於理論上可能的最小值。科學期刊《自然通訊》上的一項新研究表明,在接近這一最小值的光量下,實際上可以發生生物量的累積。

(右)將裝有 12 個大水瓶的 CTD 花環放入大海中。圖片來源:

研究人員在他們的工作中使用了國際 MOSAiC 研究計畫的數據。作為這次探險的一部分,他們在2019年將德國科考破冰船Polarstern號在北極中部的冰層中冷凍了一年,以調查北極氣候和生態系統的年度循環。由亥姆霍茲極地和海洋研究中心 (AWI) 阿爾弗雷德韋格納研究所的克拉拉·霍普 (Clara Hoppe) 博士領導的團隊專注於研究浮游植物和冰藻。

它們負責北極中部的大部分光合作用。出乎意料的是,測量結果表明,長達一個月的極夜結束後幾天,植物生物量再次增加,而光合作用對此至關重要。冰和水中極其靈敏的光感測器使得測量可用光量成為可能。

創新的測量與影響

結果尤其令人驚訝,因為北冰洋的光合 馬來西亞數據 作用是在冰雪覆蓋的海冰下進行的,海冰只允許入射陽光的少數光子通過:微藻的光量僅為晴天的約萬分之一地球表面可供其生長。

「看到藻類如何有效地利用如此少量的光,真是令人印象深刻。這再次表明生物體如何適應其環境,」克拉拉霍普說。

第 3 段期間的 MOSAiC 海洋城。

這項研究是由於來自不同學科的研究人員的密切合作而實現的。漢堡大學海洋研究所的海冰研究人員 Niels Fuchs 博士和 Dirk Notz 教授負責將光場測量與生物測量相結合。

「為了在北極冬季的惡劣條件下測量如此低的光照水平,我們必須在極夜將特殊的、新開發的儀器凍結到冰中,」尼爾斯·福克斯解釋道。他的同事德克·諾茨補充說,由於冰層厚度和積雪的變化,考慮到冰下光場的不規則性特別困難:“但最終,我們可以確定:只是沒有更多的光。”

現在發表的研究結果對整個地球都很重要。 「儘管我們的結果是針對北冰洋的,但它們顯示了光合作用的能力。如果它在北極充滿挑戰的條件下如此有效,我們可以假設海洋其他區域的生物體也能很好地適應,」克拉拉·霍普在結合研究結果時說。

這意味著海洋深處也可能有足夠的光線透過光合作用產生可用的能量和氧氣,然後可供魚類使用。因此,全球海洋中相應的光合棲息地可能比先前假設的要大得多。

Scroll to Top