作者:韩扬眉 来源:中国科学报 发布时间:2021/10/30 18:28:29
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中科院南极科考出征 探秘三极微生物

 

南极、北极、青藏高原,被称为地球的“三极”。三极地区是认识全球环境和气候变化机制与发展趋势的重要切入点,其研究为人类如何适应三极环境与气候变化的不确定性提供科技支撑,已成为国家战略发展需求。

10月29日上午,中国科学院青藏高原研究所(以下简称青藏高原所)举办“南极科考出征仪式暨南极科考工作交流座谈会”,为即将跟随中国第38次南极科考队完成南极考察任务的孔维栋研究员送行。

孔维栋来自青藏高原所生态系统功能与全球变化团队,他介绍,三极地区是研究微生物多样性形成与维持机制的天然实验室,此次考察他将乘坐雪龙船前往长城站、中山站和罗斯海新站土壤与雪的微生物样品采集,推进中美生物多样性重点国际合作项目(极地与高山土壤微生物基因、进化和功能多样性形成机制研究),对比研究青藏高原、南极和北极微生物多样性,阐明地球三极自然环境极端程度和资源梯度下微生物多样性的形成和维持机制,进一步提升青藏高原微生物多样性研究的国际影响力。

中科院院士、青藏高原所所长陈发虎表示,“三极”科学研究具有重要意义,南北极变化会影响全球格局、能量的调整变化;尤其是南极冰盖变化会导致全球洋流循环的调整。2009年,姚檀栋院士牵头发起了“第三极环境”国际计划,孔维栋研究员此行很好地切入“三极”环境与气候变化研究主题,是推动“三极”环境与气候变化国际大科学计划启动实施的有力举措。在科学考察过程中更要在其中获得新的科学认识,做出有影响力的成果。

2019年,孔维栋首次前往南极考察,发现南极出现了大量的“红雪”和“绿雪”,这是全球变暖导致雪藻在南北极快速扩张的结果,将显著降低冰雪反照率,进一步加速冰雪消融。对此,孔维栋团队对比研究了南极半岛不同颜色雪样中的藻类和异养微生物群落特征及其互作机制。他们发现,绿雪微生物群落可能主要受企鹅活动带来的高浓度养分驱动,而红雪微生物群落主要受微生物互作驱动。相较于绿雪,红雪还可导致动物病原菌大量增加。由于南北极普遍处于贫营养状况,因此,全球变暖还可能导致红雪大面积快速扩张,从而增大南极地区鸟类和海洋动物感染疾病的可能性。相关研究成果于近日发表在国际学术期刊《新植物学家》(《New Phytologist》)。

“这次考察我希望能够回答‘三极微生物的多样性是如何形成和维持’这一科学问题。”孔维栋说,生物多祥性形成和维持机制是生态学核心科学问题之一,基因、进化和功能多样性及三者的偶联关系是理解生物多样性的基础。我们将利用三极环境/资源压力梯度,研究三极土壤微生物基因、进化和功能多样性,解析其形成、维持机制及三者偶联演进过程。

从自然环境而言,南极环境最极端,青藏高原次之,北极相对较温和。三极虽在地理上“遥不可及”,但在环境和气候上却密切相关,亦有诸多共同之处。近年来,青藏高原所稳步推动开展南、北极,与青藏高原之间的遥相关研究,先后有数位科研人员前往南极考察,取得了显著的科研成果。

座谈会上,还举办了青藏高原所科学考察授旗仪式,青藏高原所研究员赵俊猛、副研究员刘红兵等曾参与南极科考的专家就相关安全、生活等事宜传授经验,与会人员期待孔维栋研究员收获满满,安全凯旋。

此次中科院共有包括青藏高原所、生态环境研究中心、西北研究院、地质地球所、沈阳自动化所在内的5家单位的5名科研人员参与南极科学考察。

青藏所为孔维栋授旗并送行(韩扬眉/摄)

 
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