细菌有望成为气候变化新标尺

 

据研究负责人、中国科学院青藏高原研究所研究员姚檀栋介绍，该研究的冰芯和雪样采自各拉丹东山脉的郭曲冰川，包含了过去70年的气候变化数据。他们发现，冰芯中的细菌含量随着稳定氧同位素值的增高而增多，而后者与气温存在很好的正相关关系。此外，随着冰芯中沙尘含量的增高，细菌量也在增加。沙尘的含量是通过测量冰芯中可见微粒层中钙离子的含量计算得出的，这些沙尘大都是在每年春季季风及随后引起的周边冰雪消融期间固着下来的。

 

而进一步的分析表明，在每年季风时节，微生物的来源迥异，类型有动物携带细菌，也有人类携带细菌。这可能由于在较温暖的环境中，大气环流有所增强，并且更多细菌得以存活所致。相反，在后半年出现的细菌则来源单纯，且来源地较近，环境寒冷。

 

过去，科学界对南北极冰芯和雪中细菌的研究主要聚焦于极端环境下微生物的生理及生态，生物学家们比较关注在寒冷黑暗的千年冰芯中存在什么样的细菌，以及它们能够存活的机理。只有在青藏高原，我国科学家首次将冰芯中的细菌与气候环境变化相联系进行研究。2002年以来，姚檀栋等人分别对马兰冰芯、普若岗日冰芯中细菌的群落结构与气候环境的关系进行了研究。结果表明，在长的时间尺度上，马兰冰芯中细菌的数量和温度及矿物颗粒密切相关，细菌的群落结构在不同深度具层状分布的特征。普若岗日冰芯中细菌的多样性也显示了对不同时期气候的响应。但这些研究的分辨率还不够，青藏高原冰芯在全球变化研究中的特点是高分辨率。这次对各拉丹东冰芯中细菌的研究，首次高分辨率地恢复了冰芯中细菌的年际变化特征，并构建了细菌与反映温度的氧同位素值以及反映粉尘输入量的钙离子浓度的关系。

 

姚檀栋说，已有的研究表明，细菌是冰芯中古气候环境变化的一项新的替代性指标。细菌作为冰雪环境中少有的生命体，可以敏感地记录和响应气候环境的变化，这一新的指标将不同于以往研究中的物理化学等无机指标，将从一个新的角度反映气候变化的过程。研究者进一步的工作是建立量化关系。