這個星球上最活躍的生態(tài)系統(tǒng)之一是大多數(shù)人很少遇到的，科學(xué)家開始探索它。開闊的海洋包含微小的生物——浮游植物——它們在地球上進(jìn)行一半的光合作用，幫助陸地上的動物產(chǎn)生氧氣。
華盛頓大學(xué)海洋學(xué)家今年夏天在《自然微生物學(xué)》雜志上發(fā)表的一項研究，研究了光合微生物和海洋細(xì)菌如何利用硫，硫是一種豐富的海洋營養(yǎng)物質(zhì)。
硫是一種有氣味的元素，它給海灘帶來了獨特的氣味。這項新研究的重點是磺酸鹽，其中硫原子與三個氧原子和碳基分子相連。在海洋中，浮游植物利用太陽的能量產(chǎn)生磺酸鹽分子。然后細(xì)菌消耗硫酸鹽來獲取營養(yǎng)和能量。
布林丹達(dá)勒姆當(dāng)時是海洋學(xué)博士后研究員，現(xiàn)在是佛羅里達(dá)大學(xué)助理教授。他利用最近的土壤遺傳學(xué)研究來發(fā)現(xiàn)哪些微生物途徑被用來處理海洋中的磺酸鹽。首先，本研究以研究團(tuán)隊在實驗室培養(yǎng)的36種海洋微生物為研究對象，采用美國威斯康星大學(xué)開發(fā)的方法，測試哪些生物在實驗室環(huán)境中會自行生成磺酸鹽。
達(dá)勒姆在《自然微生物學(xué)》的一篇文章《論文背后》中寫道，這項研究發(fā)現(xiàn)“陸地和海洋系統(tǒng)中的磺酸鹽途徑有一些驚人的相似之處”，這篇文章討論了這個項目。植物在土壤中產(chǎn)生最多的磺酸鹽。在海洋中，大多數(shù)磺酸鹽也是由光合生物產(chǎn)生的，但在這種情況下，它們是由單細(xì)胞浮游植物產(chǎn)生的。
然后，研究考慮了沒有在實驗室培養(yǎng)的公海微生物。在2015年夏威夷北部的研究巡航中，一組研究人員，包括海洋學(xué)教授和新研究的高級作者弗吉尼亞阿姆布魯斯特和阿尼特拉英格爾斯，在白天和晚上的不同時間收集了微生物樣本。然后，研究人員在西雅圖冷凍樣本，分析它們的遺傳和化學(xué)成分。
達(dá)勒姆寫道：“我們從海里帶回了一個冰箱樣本，它產(chǎn)生了超過6TB的數(shù)據(jù)供我們探索?！斑@是一個主要的計算障礙?！?
最后，該團(tuán)隊成功提取了相關(guān)數(shù)據(jù)，并找到了支持實驗室樣本結(jié)果的模型。他們還檢測了反映光合生物活性的磺酸鹽代謝晝夜節(jié)律。
杜倫說：“磺酸鹽是由某些微生物群落產(chǎn)生和消耗的，因此我們可以用它們來追蹤海水群落中的特定關(guān)系?！耙驗榛撬猁}含有碳硫鍵，它們是控制二氧化碳流入和流出海洋的全球碳循環(huán)的一部分。隨著氣候變化，這一點變得越來越重要。”
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