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我们知道，海洋中异养的细菌和古菌（统称为原核生物）在海洋食物网和全球生物地球化学循环中扮演着关键角色。尽管这些微小生物的全球分布和代谢活动影响着碳循环，但我们对它们如何随着环境变化而波动的了解却相对有限。
2024年8月13日，Nature Communications发表Griffith University讲师Ryan F. Heneghan第一作者&通讯论文：The global distribution and climate resilience of marine heterotrophic prokaryotes。作者使用全球数据集来探索当前和未来气候变化下全球海洋原核生物丰度、细胞特定生物量和代谢活动的关键环境驱动因素。通过使用集成方法，结合随机森林回归和广义加性模型来指导变量选择并探索非线性关系，然后开发原核生物丰度、细胞特定碳生物量和代谢活动的参数统计模型。这些参数模型来表明，与浮游动物和鱼类等较大的异养生物相比，原核生物生物量在世界海洋中的变异性较低，而原核生物的呼吸作用相差一个数量级以上。
随着气候变暖，研究预测海洋表层的原核生物生物量将以每升高1摄氏度下降约1.5%，而它们的呼吸作用将增加约3.5%。与其他海洋生物如浮游动物和鱼类相比，原核生物的呼吸作用增速更快。这一趋势表明，未来的海洋可能会越来越多地被原核生物主导，从而将初级生产的能量转移到微生物食物网中，减少流向高营养级生物的能量供应。
文章揭示原核生物对全球碳循环的影响。随着海洋变暖，原核生物的呼吸作用增加意味着更多的有机碳将在表层水体中被分解成二氧化碳，减少深海的碳封存能力。这可能会削弱生物泵效应，进一步加剧气候变暖。可见，原核生物虽然体积微小，但它们的作用不可忽视。随着气候变化的加剧，了解它们的分布和活动对预测未来海洋生态系统的变化至关重要。
Fig. 1: Prokaryotic abundance statistical model.
Fig. 2: Impacts of projected climate change on global marine biomass and heterotrophic respiration in epipelagic (<200 m) waters.
参考文献
Heneghan, R.F., Holloway-Brown, J., Gasol, J.M. et al. The global distribution and climate resilience of marine heterotrophic prokaryotes. Nat Commun 15, 6943 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50635-z
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