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          極地之旅

          作者:Michelle Tetreault Carlson 來(lái)源:美國MoBio實(shí)驗室【字號:

          注意:如果你是不用微博的人,這篇文章可能會(huì )給你帶來(lái)開(kāi)始玩微博新的動(dòng)力。

          自某一天我讀過(guò)Arwyn的博文后就再也沒(méi)有停下來(lái)過(guò)!他曾經(jīng)曬出自己大學(xué)課程的研究結果,關(guān)于為什么薰衣草等常用精油的殺菌效果居然比漂白劑等有毒化學(xué)物質(zhì)更好。多么令人震驚的結果!后來(lái)我與他取得聯(lián)系,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,慢慢了解到他在做的更厲害的事情:北極冰雪地區微生物與全球氣候變暖相關(guān)性的研究。

          我問(wèn)了他一些的問(wèn)題,得到如下回答。

          1、向MOBIO介紹下你的課題吧

          我的研究主要方向是微生物與冰川系統互作。這個(gè)夏天我們的團隊非常忙碌,忙著(zhù)做斯瓦爾巴特群島、加拿大北極圈、格陵蘭島、瑞典北極圈和歐洲阿爾卑斯山脈的項目。目前我們正集中精力對英國皇家學(xué)會(huì )贊助的格陵蘭島項目進(jìn)行研究。該項目旨在了解格陵蘭冰原表面微生物群落結構隨著(zhù)時(shí)空的改變會(huì )發(fā)生怎樣的變化。我現在在一個(gè)由Dark Snow Project運營(yíng)的科學(xué)營(yíng)與兩位合作伙伴一起收集樣品、做實(shí)驗。他們分別是,Aberystwyth大學(xué)的Tristram Irvine-Fynn博士和Derby大學(xué)的Joseph Cook博士。

          2、這項目為什么那么重要

          不久前科學(xué)家們還在認為冰川和冰原是不利于生物生存的極端環(huán)境,F在我們知道微生物在冰川和冰原表面、里面或者下面是很豐富、活躍甚至多種多樣的。冰川系統中微生物種類(lèi)很廣泛卻少被探究,而它們在冰川和冰原的演變過(guò)程中卻扮演著(zhù)非常關(guān)鍵的角色(DOI: 10.1002/wat2.1029)。最近我們發(fā)表了一些關(guān)于冰原表層微生物豐度的文章(e.g. DOI: 10.1002/cyto.a.22411)。大眾似乎習慣于用國際標準單位多少個(gè)"曼哈頓"來(lái)直觀(guān)地衡量冰川所受災害程度。我計算過(guò),一曼哈頓大小的冰川,其表面數米厚冰雪所生活的微生物數量,可相當于整個(gè)曼哈頓市人口的體細胞的總和。而我們僅僅是從大約10年前才逐漸意識到這些地方也存在著(zhù)生命。

          另一方面,冰川的溶解不只會(huì )導致海平面上升,還產(chǎn)生生態(tài)問(wèn)題。冰層表面微生物的棲息環(huán)境容易受氣候變化的影響并產(chǎn)生放大效應。冰川表面的生物薄膜和聚合物,例如冰塵和冰生或雪生藻類(lèi),會(huì )使冰變黑,減少反射,從而促進(jìn)冰川溶解。在漫長(cháng)的相互作用過(guò)程中,微生物會(huì )對冰川和格陵蘭冰原表層的溶解表現出強大的生物反饋作用。我們可以從衛星觀(guān)測圖上看到低反射的黑色區域正在快速溶解。而當親自置身這些地方的時(shí)候,你會(huì )發(fā)現這些區域被冰塵生態(tài)所覆蓋,并且變黑也是由冰塵中微生物產(chǎn)生的腐殖質(zhì)堆積導致的。

          3、這會(huì )有哪些潛在影響呢?

          希望我們的項目對繪制微生物群落結構隨時(shí)空變遷產(chǎn)生的變化圖譜會(huì )有所幫助,尤其是在理清種群結構與冰川融化之間的關(guān)系方面。盡管上面提到我們研究目的是微生物怎樣導致冰溶的,但微生物如何對冰溶做出反饋也我們研究的另一重要方面。2012,短短數天內,格陵蘭冰原97%的冰雪發(fā)生融化?;谥皩valbard冰川的研究,我預測(doi:10.1038/ismej.2013.51)某些微生物種群會(huì )對冰溶做出反應,有了可利用的液態(tài)水和鹽分,格陵蘭冰原上會(huì )爆發(fā)性形成覆蓋面積巨大但存在時(shí)間較短的微生物群。實(shí)際上這是件非常重大的事情,但由于它發(fā)生在看不見(jiàn)的微生物界,兩年后我們仍不知道它發(fā)生到底有沒(méi)有發(fā)生。上周六我們有幸從內陸帶回來(lái)一些樣品,以研究其微生物在應對以往冰溶期的過(guò)程中是否發(fā)生了群落結構變化。我已經(jīng)迫不及待想把這批樣品盡快送回位于A(yíng)berystwyth的實(shí)驗室了

          4、你的研究對公眾來(lái)說(shuō)有什么重要意義?

          我的團隊對微生物與表層冰層互作研究懷有濃厚興趣。對我們來(lái)說(shuō),一開(kāi)始只是出于學(xué)術(shù)追求,但現在因為生物與冰溶之間的相互作用,這個(gè)課題已經(jīng)被賦予了更廣泛的意義。我們都知道,當氣候變暖時(shí),地球冰川和冰原溶解會(huì )導致海平面上升。影響遍及世界各地的人,比如居住在沿海低洼地區的人將面臨遭受洪水的風(fēng)險,數以百萬(wàn)計的人依賴(lài)冰川融化補給水資源,還有其它靠生長(cháng)在這些地區農作物為食的人。越來(lái)越多的證據顯示微生物代謝很大程度上加速了表層冰的融化,所以我們的工作雖小,但對認識冰融對我們生活會(huì )造成什么樣的影響,很重要。

          5、MO BIO是怎樣幫助到你們的?

          我使用MOBIO的試劑盒來(lái)提取環(huán)境樣品的核酸差不多有十多年了,提取過(guò)上千份樣品,包括各種類(lèi)型的土壤、沉積物、生物薄膜、河水、冰融水、積雪、空氣乃至冰塵這種因生物豐度非常低且富含腐殖質(zhì)等PCR抑制因子的典型的極具挑戰性的樣本,其中提取失敗的總共不過(guò)六、七份!是MOBIO的試劑盒使得環(huán)境樣品的核酸更容易獲得了。

          其次,我們正日漸面臨一場(chǎng)我將其稱(chēng)之為"現代冰川生物學(xué)啟蒙"的挑戰——到處都是冰塊,而且還不是凍成一整塊的!我們工作的環(huán)境很偏僻,根本不可能有超低溫冰箱。在此用液氮或干冰是不切實(shí)際的。然而,保護好能代表采樣瞬間微生物群落結構的高質(zhì)量核酸對我們來(lái)說(shuō)非常重要。土壤保護液等穩定試劑幫了我們很大忙。

          Arwyn,你不是在開(kāi)玩笑吧?我們的地球得感謝你,感謝你的研究,感謝你這份對工作的熱情!對了,還要恭喜你最近贏(yíng)了微生物組學(xué)獎,也祝愿科學(xué)界明日之星的你們再接再厲!

          鉆冰準備
          半夜采集樣品
          鉆取冰芯
          樣品搜集
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