每滴淡水都包含成千上萬(wàn)種以前未被注意的有機(jī)分子。通過(guò)測(cè)量這些分子的多樣性以及它們與周圍環(huán)境的相互作用，劍橋大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)看不見(jiàn)的世界，它影響著淡水生態(tài)系統(tǒng)的功能并可能導(dǎo)致溫室氣體排放。

小型淺湖主導(dǎo)著世界淡水區(qū)域，其中的沉積物已經(jīng)產(chǎn)生了二氧化碳總量的至少四分之一，而甲烷中的三分之二則來(lái)自湖泊。這項(xiàng)發(fā)表在《PNAS》雜志上的新研究表明，氣候變化可能導(dǎo)致北部淡水湖排放的溫室氣體水平增加1.5到2.7倍。

隨著氣候變暖，北部緯度地區(qū)的森林植被覆蓋率正在增加。通過(guò)在加拿大安大略省的兩個(gè)湖中模擬這種影響，該研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)分子(結(jié)構(gòu)中含有碳的分子)的多樣性增加，并進(jìn)入附近植物和樹(shù)木掉落的物質(zhì)中的水中。

有機(jī)分子是湖泊沉積物中微生物的食物來(lái)源，微生物會(huì)將其分解并釋放出二氧化碳和甲烷作為副產(chǎn)物。因此，增加有機(jī)分子的含量可以增強(qiáng)微生物活性并產(chǎn)生更多的溫室氣體。

由于相同的微生物可以從許多不同的有機(jī)分子中產(chǎn)生溫室氣體，因此與微生物的多樣性相比，有機(jī)分子的多樣性與溫室氣體濃度水平之間的聯(lián)系更為緊密。另外，增加的有機(jī)分子多樣性可能會(huì)增加水中的溫室氣體濃度，因?yàn)橛懈嗟姆肿涌梢员魂?yáng)光穿透水分解。

為了進(jìn)行這項(xiàng)研究，容器中裝滿了不同比例的巖石和有機(jī)物-包括附近森林的落葉和針葉凋落物-并淹沒(méi)在兩個(gè)湖的淺水區(qū)中。兩個(gè)月后，使用超高分辨率質(zhì)譜技術(shù)和下一代DNA測(cè)序技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行分析，結(jié)果表明，有機(jī)分子的多樣性與水中微生物群落的多樣性相關(guān)，并且兩者的多樣性都隨著水中微生物的增加而增加。有機(jī)物數(shù)量增加。

準(zhǔn)確預(yù)測(cè)自然系統(tǒng)的碳排放量對(duì)于了解氣候變化步伐以及全球變暖的影響的計(jì)算的可靠性至關(guān)重要。