在南极洲周围寒冷的水域中，出现了一种不寻常的季节循环。在冬季，从三月到十月，太阳几乎不升起。当海水结冰时，它会排斥盐分，形成一些特别咸的盐水，微生物在冬天就生活在这些盐水中。在夏天，海冰在持续的日光下融化，在表面产生更温暖、更新鲜的水。
这个遥远的生态系统是大部分南大洋光合生物的家园。华盛顿大学的一项新研究首次测量了海冰藻类和其他单细胞生物如何适应这些季节节奏，为气候变化下环境变化可能发生的情况提供了线索。
这项发表在ISME期刊上的研究包含了对海冰微生物如何应对不断变化的环境的一些首次测量。
“我们对海冰微生物如何对盐度和温度的变化做出反应知之甚少，”主要作者汉娜道森说，她是华盛顿大学的博士后研究员，在华盛顿大学攻读海洋学博士学位时做了这项工作。“到目前为止，我们对它们在化学反应中产生和使用的分子几乎一无所知，这些分子对于支持生态系统中的高等生物以及气候影响(如碳储存和云的形成)非常重要。”
极地海洋起着重要作用在全球洋流和支持海洋生态系统方面发挥重要作用。微生物形成了地球食物网的一部分，支持着更大的生命形式。
“极地海洋占世界海洋的很大一部分，这些是非常多产的水域，”资深作者、华盛顿大学海洋学助理教授乔迪·杨(Jodi Young)说。“这些水域供养着一大群磷虾，以这些磷虾为食的鲸鱼，以及北极熊或企鹅。整个生态系统的开始就是这些单细胞微型藻类。我们对它们知之甚少。”
这些微小的生物对气候也很重要，因为它们静静地进行光合作用，从大气中吸收碳。极地藻类特别擅长产生含硫分子，这些分子赋予海滩独特的气味，当它们以海浪的形式被释放到空气中时，会促进云的形成，从而减少太阳光的穿透。
南极海冰虽然长期稳定，但今年却处于历史最低水平。
在其他海洋中，卫星仪器可以捕捉到来自太空的季节性浮游植物大量繁殖，但对于隐藏在海冰下的微生物来说，这是不可能的。南极水域的考察尤其具有挑战性，使研究人员在冬季几乎无法进行测量。
2018年底，道森和合著者苏珊·伦德尔前往帕尔默站，这是美国在南极半岛西部的一个研究站。他们每三天用一艘小船在附近的同一地点取样海水和海冰。
回到岸上，两名研究生在水箱中进行了为期10天的实验，以观察当温度和盐度被调整以模拟海冰的形成和融化时，哪些微生物会生长。他们还将样本运回西雅图，对样本的遗传学和代谢物(细胞产生的小有机分子)进行更复杂的测量。
结果揭示了单细胞藻类如何应对波动的环境。当温度下降时，细胞会产生类似于防冻剂的冷冻保护剂，以防止细胞液结晶。许多最常见的冷冻保护剂分子在不同的微生物生命形式中是相同的。
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希望本篇文章《南极海冰藻类的季节性循环通过极地实验得以揭示》能对你有所帮助！
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