10月23日《科学》杂志精选

 

我们为什么应该谨慎行事：科学家们披露，尽管生物燃料是化石燃料的一种可满足全球能源需求的吸引人的另选燃料，但其前景并非全然美好。根据一项新的研究，如果种植者为了在土地上耕作而清除森林并使用更多的化肥的话，栽种能转化为生物燃料的作物就会间接地引起温室气体排放的显著增加。同样地，根据在同一期杂志中的另一篇文章，目前实施的《京都议定书》的法规，以及在全美国实施的总量管制及交易法，也无法精确地计算出因为生产生物燃料而释放到大气中的二氧化碳量。在研究中，Jerry Melillo及其同事应用一种模拟经济和环境变化的模型来预测按照土地使用来种植纤维质性生物燃料作物的间接效应。这些草本或木本植物最近被认为是比玉米或大豆更好的另选作物，其部分原因是因为它们无须化肥，而且其成本不会受到全球食物价格的影响。问题是，我们可用来种植新作物的土地数量有限。Melillo及其同事如今报告说，如果生物燃料作物在现有的农田上取代了食品作物的话，那么清理林地来种植其他的食品作物会比生物燃料作物原本生长的土地所释放的碳要更多。而且，用化肥来支持这些新作物的生长会导致更多一氧化二氮的释放，而后者是一种比二氧化碳更为强效的热留滞分子。文章的作者写道：“一项有关保护森林并鼓励对含氮化肥作最佳使用的全球性的温室气体排放政策，可大大减少与生物燃料生产有关的温室气体的排放。”

 

此外，Timothy Searchinger及其同事警告说，在执行《京都议定书》和全美排放总量管制及交易法中含有重大但可改正的在评估生物能量时的“计算”错误。他们说，如果该错误不予纠正的话，那么它会严重削弱人们减少温室气体的目标的能力。这些法规没有“计算”燃烧生物燃料时所产生的二氧化碳的排放，因为燃烧它们时所释放的二氧化碳量只不过相当于原先在栽种生物燃料作物时从空气中所移除的二氧化碳量。但是，栽种这些作物还会通过间接的途径（如清理森林）向大气中释放二氧化碳。如果这些政策在全球执行时，这一差别（本质上意味着将生物燃料看做是“碳中性”的，但实际上却不是）在排碳总量控制趋严时会成为毁林造田的一个很强的动机。

 

 

新的研究表明，导致全世界蛙类数量减损的皮肤真菌是通过阻碍通过皮肤的钠及其他电解质的流动而造成损害并导致心脏衰竭的。这些发现可以在未来给研发新的挽救濒临灭绝的生物种群的方法建立一个基础。这种皮肤病叫壶菌病，它是由蛙壶菌这种真菌引起的。这种真菌被认为是近些年中全球两栖类动物数量下降的重要原因之一。但是，这种真菌是如何导致死亡的一直是一个谜，因为死亡的动物总体上看显得是健康的，它们除了有皮肤损伤之外没有其他的疾病征兆。Jamie Voyles及其同事报告说，在感染了该真菌的绿色树蛙中，跨皮肤电解质的转运被抑制了50%以上，而蛙血浆中的钠和钾的浓度分别减少了20%及50%。濒死的蛙的心电图显示其心跳减慢并最终完全停止跳动，其最可能的原因是电解质失衡。为了证实这种想法，文章的作者发现，喂饲电解质补充剂的病蛙比那些没有喂饲电解质的病蛙要活得更长，尽管它们最终也会死于感染。人们需要作更多的研究以弄清该真菌究竟是如何破坏蛙类经皮肤的渗透压平衡的。

 

 

根据David Walsh及其同事的一项新的分析披露，海洋的死亡区域中存在着一种具有专门化代谢工具箱的微生物，使得它们能够在缺氧的水域中旺盛生长。海洋中诸如北美墨西哥湾离岸水域等死亡区正随着全球变暖和因农耕、污水所导致的氮溢流的增加而在扩大。海洋死亡区的扩大对渔业和海洋碳汇的形成具有重要的影响。然而人们对促成其化学反应的该区域中的微生物却基本上不了解。研究人员对英属哥伦比亚死亡区的基因学取样发现了一种大量存在的微生物，它与深海蛤蜊和贻贝腮中的从化学反应获取其能量的细菌相似。该死亡区中的微生物的多种特殊性中还包括其携带着有助于碳截留及硫脱毒的基因。

 

 

在本期的一篇文章中，William Li及其同事报告说，由气候所驱动的北冰洋的变化正在从该区域的较小型的海洋藻类中制造出“生态学上的优胜者”。研究人员说，如果这种极细小的浮游生物的优势持续存在的话，它可能会对海洋生态系统的碳捕获和截留的形式产生显著的影响。较暖和的温度、降水量的增加、更大量的冰融化及溢流都会产生更为淡化的营养不如深水区丰富的北极表层水。超微型浮游生物（其直径不到2微米）的表面积相对于容量的高比例使其在从上层水域中获取食物时比那些较大的浮游生物更有优势。结果，自2004年以来，小型藻类开始增加，而某些较大型的海藻种群数则发生缩减。