气候变化造成海洋浮游生物向两极迁徙

气候变化造成海洋浮游生物向两极迁徙

科学家通过大量海洋浮游生物记录设备研究发现，随着气候变化导致海洋升温，浮游生物正在向两极方向迁徙，它们虽然看起来很微小，但这是海洋生物链的基础，可以想象，如果没有了最底层最基础的浮游生物，地球上的海洋将成为没有生物的死海。

科学家投放一种连续浮游生物记录仪，类似鱼雷的装置90年来一直被商船和渔船拖曳在庞大的航线网络上。

他们通过收集一些最小的海洋生物来帮助研究人员更好地了解海洋。

现在，科学家所看到的是，随着气候变化使海洋升温，浮游生物正在移动——这对海洋生物和人类都可能产生深远的影响。

浮游生物——潮汐上携带的生物——是海洋食物网的基础。

但它们也是一个错综复杂的平衡系统的一部分，有助于让我们所有人都活着。

除了帮助产生我们呼吸的大部分氧气外，它们还是全球碳循环的重要组成部分。

“我们看到的最重要的事情是变暖，”太平洋心肺复苏术调查协调员奥斯特尔在英国普利茅斯海岸附近展示浮游生物记录仪时告诉法新社。

CPR 调查记录了近几十年来浮游生物向两极转移的决定性转变，因为洋流发生变化，许多海洋动物前往较冷的地区。

较小的温水浮游生物也正在取代更有营养的冷水浮游生物，它们通常也具有不同的季节周期，这意味着以它们为食的物种也需要适应或移动。

“最大的担忧是，当变化发生得太快以至于生态系统无法恢复时，”奥斯特尔说，并补充说急剧的温度峰值可能导致“整个渔业崩溃”。

由于近一半的人类依赖鱼类获取约 20% 的动物蛋白，这可能是毁灭性的。

生物泵

浮游生物是希腊语中“漂流”的统称，涵盖了从比人的头发宽度小许多倍的光合作用细菌到具有长尾卷须的水母的所有事物。

有两种主要类型：浮游植物，通常称为藻类的多种植物样细胞；和浮游动物、磷虾等动物以及鱼、蟹和其他海洋生物的幼虫。

浮游植物利用太阳光进行光合作用，将二氧化碳转化为能量和氧气。

事实上，科学家估计海洋产生了地球上大约一半的氧气，这主要归功于浮游植物。

它们对海洋的“生物碳泵”也至关重要，这有助于海洋锁住燃烧化石燃料排放的至少四分之一的二氧化碳。

树木将碳储存在木材和树叶中，而浮游植物则将碳储存在它们的体内。

它穿过食物网，浮游动物消耗浮游植物，而浮游动物又被鸟类和鲸鱼等生物吃掉。

“在海洋生命周期的某个阶段，你能想到的几乎所有东西都会吃浮游生物，”CPR 调查负责人大卫约翰斯说。

当来自死亡浮游生物或其捕食者的有机物质沉入海底时，它会带走碳。

'不断升级的影响'

但科学家警告说，气候变化给该系统带来了压力，海洋温度上升，从深海到达海洋上部的营养物质减少，二氧化碳酸化海水的浓度增加。

联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 在一份泄露的气候报告草案中表示，气候变化“使海洋和沿海生态系统暴露在几个世纪到数千年前所未有的条件下，对世界各地的海洋动植物产生了影响”。影响，定于明年发布，预测“对海洋生物的影响不断升级”。

虽然浮游植物具有相对弹性，并且可能会随着海洋变暖而继续转移领土，但 IPCC 预计，海洋环境的恶化最终将导致本世纪的整体减少。

全球平均浮游植物生物量——衡量总重量或数量的指标——预计将下降约 1.8% 至 6%，具体取决于排放水平。

但由于其极其重要，即使是适度的减少也会“放大海洋食物网”，最终导致海洋生物减少约 5% 至 17%。

普利茅斯大学的浮游生物生态学家 Abigail McQuatters-Gollop 说，“随着我们的浮游生物群落的变化，碳循环和碳固存也可能发生变化”，较小的浮游生物可能吸收更少的二氧化碳。

随着全球领导人准备在联合国气候变化问题峰会上开会，这个问题是人类影响加速破坏复杂的维持生命系统稳定的一个鲜明例子。

思维小

McQuatters-Gollop 指出，解决这个问题不像植树那么简单。

但可持续捕鱼、减少污染物和控制二氧化碳排放都有助于改善海洋健康。

她说，在过去，保护的重点是“大的东西、可爱的东西，或者直接值钱的东西”——比如鲸鱼、海龟和鳕鱼。

但都依赖浮游生物。

虽然这种“失明”可能是因为它们是微观的，但人们可以在海滩上看到浮游生物的踪迹——波浪上的泡沫，或者生物发光的夜间闪烁。

或者在儿童电视节目“海绵宝宝”中，其角色浮游生物是“那里最著名的浮游生物”，McQuatters-Gollop 说。

当它们大量“开花”时，从太空中可以看到浮游生物，将水变成令人吃惊的祖母绿，或者在对海洋生物至关重要的季节性展示中产生乳蓝色的梵高漩涡。

与陆地植物一样，浮游植物需要硝酸盐、磷酸盐和铁等营养物质才能生长。

但它们可能有太多的好处：富氮肥料的流失被认为是造成有害藻类大量繁殖的罪魁祸首，例如今年土耳其海岸附近的粘性“海鼻涕”。

IPCC警告说，这些会毒害海洋生物或窒息水中的氧气，并且可能因变暖而加剧。

与此同时，上个月发表在《自然》杂志上的研究发现，澳大利亚 2019 年和 2020 年巨大的野火产生的烟雾中携带的铁在数千英里外引发了巨大的浮游植物膨胀，这可能吸收了大量的二氧化碳。

沙尘暴或火山爆发的养分可以播种花朵，正是这些“自然过程”激发了剑桥气候修复中心创始人大卫·金的灵感。

金支持一个激烈争论的想法，即通过在表面喷洒铁来“施肥”浮游生物。

理论上，这不仅有助于吸收更多的二氧化碳，而且会导致海洋生物的激增，包括最终有助于增加因狩猎而遭到破坏的鲸鱼种群。

更多的鲸鱼等于更多的鲸鱼粪便，其中充满了浮游生物繁衍所需的营养，金希望能够在海洋中恢复“美妙的循环经济”。

一个试点项目将在阿拉伯海的一个区域尝试这项技术，这个区域被一个“巨大的塑料袋”仔细密封，但金承认这个想法引起了对意外后果的担忧：“我们当然不想让海洋脱氧我非常有信心我们不会。”

海洋之谜

海洋生物已经进行了数十亿年的光合作用——远早于陆地植物。但我们仍然有很多东西要了解它们。

直到 1980 年代，科学家才将浮游细菌原绿球菌命名为，现在被认为是地球上最丰富的光合作用细菌。

事实证明，一些“漂流者”会游泳，而其他人则是公共生活的主人。

以珊瑚和浮游生物之间的伙伴关系为例——它非常重要，当它因变暖而破裂时珊瑚会漂白。

或者 Acantharea，一种形状像雪花的单个细胞，可以收集光合作用藻类并将它们操纵成一个产生能量的“电池组”，法国研究机构 CNRS 和格勒诺布尔阿尔卑斯大学的 Johan Decelle 说

它们一直被“忽视”，因为它们溶解在科学家用来保存样本的化学物质中。

为了在高分辨率电子显微镜下研究浮游生物，Decelle 过去常常在法国海岸收集样本，然后在一个特殊的冷藏箱中驱车数小时返回格勒诺布尔。 

但今年，他与欧洲分子生物学实验室合作开展了一项开创性项目，将高科技冷冻技术虚拟带到海滩上。

这使得研究这些脆弱的生物尽可能接近它们的自然环境。

Ostle 说，相比之下，连续浮游生物记录仪最终会将他们的样本捣碎成“道路杀手”。

但这项始于 1931 年的调查旨在了解浮游生物如何影响鲱鱼种群，其价值来自数十年的数据。

科学家们用它来回溯追踪气候变化，它在识别微塑料方面发挥了重要作用。 

Ostle 使用 CPR 船舶的日志表明，像购物袋这样的“巨塑料”早在 1960 年代就已经存在于海洋中。

当它去年因海洋调查所采样的最大距离而获得吉尼斯世界纪录时，它已经研究了相当于地球 326 次环球航行的研究。

在普利茅斯的船上，当阳光滑过水面时，水面显得平静。但每一滴都充满生机。

“在那里发生着各种各样的事情，”奥斯特尔说。