作者:Dominik Hülse 来源:《自然—地球科学》 发布时间:2021/12/30 10:12:54
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有毒微生物助力物种大灭绝

 

一般来说,科学家们认为,大约 2.5 亿年前,即二叠纪末期,西伯利亚火山喷出的温室气体主要推动了大规模灭绝事件。这些气体导致极端变暖,进而导致 80% 的所有海洋物种以及许多陆地物种灭绝。直到现在,科学家们还无法确切解释高温是如何导致这些物种死亡的。

近日,美国加州大学河滨分校领导的一项研究表明,高温加速了微生物的新陈代谢,创造了致命环境,喷出有毒气体的微小微生物有助于导致并延长地球历史上最大的物种灭绝。相关研究结果发表于《自然—地球科学》。

“海洋中的氧气被用来分解有机物质后,微生物开始‘呼吸’硫酸盐并产生硫化氢,这种气体闻起来像臭鸡蛋,对动物有毒。”加州大学河滨分校地球系统建模师 Dominik Hülse解释。

随着海洋光合作用者(构成食物链基础的微生物和植物)腐烂,其他微生物迅速消耗了氧气,留给大型生物体的氧气很少。在缺氧的情况下,微生物消耗硫酸盐,然后排出有毒的、散发着恶臭的硫化氢,创造了一个更加极端的条件,称为缺氧环境。这些条件由分解过程中释放的营养物质来维持,促进了更多有机物的产生,这有助于维持这种恶臭的有毒循环。

“我们的研究表明,整个海洋并不是缺氧的。这些条件开始于水柱的较深部分。”Hülse说,“随着温度的升高,缺氧区域变得更大,毒性更强,并沿着水柱向上移动,进入大多数海洋动物生活的陆架环境,使它们中毒。”

不断扩大的缺氧区域可以通过沉积物样本中的化学特征来检测。氧气消耗是一个今天持续存在的问题,并且在未来的气候变化下必然会变得更糟。

在洛杉矶县16英里长的多明戈斯海峡等地可以发现缺氧水域,因为2021年9月的一场仓库大火导致了乙醇流入该海峡。乙醇杀死了海峡中的植被,使其腐烂并被微生物所吞噬,然后它们产生了有毒水平的硫化氢。处于这条臭气熏天河流呼吸范围内的数千人报告了呕吐、腹泻、头晕、失眠、头痛、打喷嚏和其他症状。

来自古代世界的教训对于理解挑战我们现代海洋和水道的过程可能是重要的。Hülse表示,将古代大灭绝事件叠加到今天的地球上是一种猜测。然而,这项研究确实表明,海洋对大气中更高的二氧化碳浓度的反应可能被低估了。(来源:中国科学报 辛雨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41561-021-00829-7

 
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