——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
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中科院廣州地球化學(xué)研究所、中科院海洋研究所、中科院深??茖W(xué)與工程研究所以及上海海洋大學(xué)等多家單位合作,利用14C同位素來示蹤鉤蝦物質(zhì)來源,首次在11000米水深的鉤蝦體內(nèi)發(fā)現(xiàn)核爆14C信號。相關(guān)研究近日在線發(fā)表于《地球物理研究通訊》。
海溝底部被認(rèn)為是不宜生物生存的。然而最新的探索發(fā)現(xiàn),海溝底部存在許多宏生物、微生物活動,甚至比周邊非海溝區(qū)更加強(qiáng)烈。海溝極端環(huán)境下的生物是采用何種方式生存的?賴以生存的物質(zhì)來自何方?人類活動對海斗深淵有多大的影響? 研究團(tuán)隊對來自西太平洋3個不同深度海溝的鉤蝦有機(jī)組分進(jìn)行了14C示蹤研究,發(fā)現(xiàn)包括世界最深處(馬里亞納海溝“挑戰(zhàn)者深度”)的鉤蝦在內(nèi),體內(nèi)都具有顯著的核爆14C信號,這表明鉤蝦幾乎完全依賴于表層物質(zhì)的供給。由于海溝區(qū)表層生產(chǎn)力普遍低下,且隨著深度增加,最終能夠到達(dá)底部的物質(zhì)十分有限,按常理難以支撐底部的生物量。鉤蝦完全依賴表層物質(zhì)來源,表明其新陳代謝率極低,物質(zhì)消耗速率慢,且自身物質(zhì)可能被生物循環(huán)再利用。
除了示蹤外,14C也是一個好的定年手段。研究人員對照表層海水核爆14C曲線,發(fā)現(xiàn)鉤蝦樣品中最大的生長時間在10年以上(鉤蝦樣品體長~9厘米)。一般來說,生物的肌肉組織不是最理想的定年材料,但海溝鉤蝦肌肉組織的14C含量與其體長有很強(qiáng)的相關(guān)性,表明鉤蝦肌肉組織的更新周期較長,所以可以指示生物的生長時間。
一般淺海鉤蝦最大體長1~2厘米,壽命為1~2年,而已知的海溝鉤蝦體長可達(dá)34厘米,其年齡將比淺海鉤蝦高一個數(shù)量級?!把芯勘砻魃詈c^蝦的壽命顯著長于淺海鉤蝦,這一變化可能與應(yīng)對海溝極端環(huán)境的生物演化有關(guān)?!痹撗芯康谝蛔髡?、中科院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點實驗室助理研究員王寧表示,這一現(xiàn)象背后的機(jī)制,需要學(xué)科交叉合作來進(jìn)一步研究,這將有助于拓展人類對生物演化和生命科學(xué)等領(lǐng)域的理解。
據(jù)介紹,該研究是對世界最深海洋宏生物中14C含量的首次報道,解釋了海洋的最深處并非預(yù)期的那樣“遙不可及”,各種人為污染物(如放射性物質(zhì)、持久有機(jī)污染物和微塑料等)可以快速侵入海洋最深處,影響海溝的生態(tài)安全。
相關(guān)論文信息: https://doi.org/10.1029/2018GL081514
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