气候变化正在使海洋升温，这以科学家们尚未完全了解的方式影响着数十亿海洋微生物。作为回应，南加州大学的研究人员开发了一个模型来预测这些重要的生物将如何适应变暖的海洋。
海洋在很大程度上影响着地球上的生命和气候。海洋微生物负责产生我们呼吸的一半氧气。海洋从大气中吸收了大量的二氧化碳——约占人类产生的二氧化碳的30%。联合国粮农组织(food and Agriculture Organization of the United Nations)的数据显示，由海洋微生物支撑的渔业为全球约8.2亿人的食物和收入做出了贡献。
这些重要的任务和更多的任务是由微小的植物和动物完成的，小到几千只可以在一茶匙里游泳。在许多方面，地球在50到100年后的样子将取决于这些微小生物如何应对气候变化。
“微生物对地球上的生命至关重要，”美国南加州大学多恩西夫文理学院(USC Dornsife College of Letters, Arts and sciences)的生物与地球科学助理教授内奥米·莱文(Naomi Levine)说，她也是一项关于海洋微生物的新研究的高级作者。“海洋正在变化，但我们不知道未来海洋生态系统会是什么样子，因为我们不知道这些生物将如何应对变化。”
海洋正在变化，但我们不知道未来的海洋生态系统会是什么样子，因为我们不知道这些生物将如何应对变化。
内奥米·莱文
南加州大学的研究人员与爱丁堡大学和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的科学家合作，开发了一个预测模型来估计这些微生物将如何适应。在此之前，海洋系统的未来已经被证明是非常复杂的，很难在海洋微生物的水平上进行预测。然而，这个模型提供了一个简单的框架，可以用来理解不同类型的微生物对许多变量的适应，包括人类衍生的海洋环境变化。它也可以免费提供给世界各地的其他科学家。
莱文和同事们对未来海洋环境的模拟进行了调整，发现海洋微生物有两种反应方式。有些微生物很容易改变;他们适合短期内的成功，对未来几乎没有准备。与此同时，竞争对手——曾一度被挤到边缘——一旦温度稳定在较高水平，就会在长期内迅速扩张。
莱文说:“这就像乌龟和兔子的比较，两种不同的跑完全程的策略。”
他们的发现发表在《自然科学院学报》上。
这种基因上的转变表明，气候变化是如何对海洋微生物的进化产生选择性压力的。虽然这项研究着眼于两个特定的场景，但南加州大学的科学家开发的工具具有更广泛的用途。
此外，研究结果表明，物理和生物时间间隔之间的相互作用在决定进化结果方面的重要性，这是有价值的信息，可以包括在目前用于预测气候变化的其他全球碳循环模型中。
南加州大学的海洋科学项目主要设在南加州大学多恩西夫分校和南加州大学箭利环境研究所，有22名科学家——约占该大学生物系的四分之一——专注于海洋和环境生物学。
该研究的作者包括来自南加州大学的莱文、内森·沃尔沃思和艾米丽·扎肯;NOAA地球物理流体动力学实验室的约翰·邓恩;以及爱丁堡大学的西尼德·柯林斯。
这项工作得到了西蒙斯基金会(#509727和#542389)、摩尔基金会(#7397)、国家科学基金会(#1538525)、国家海洋和大气管理局的海洋和大气研究办公室以及皇家学会大学研究奖学金的资助。
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新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.usc.edu/166167/marine-microbes-climate-change-usc-research/