发布时间：2022-07-19
新的研究表明，在一些微生物称之为家园的复杂、动态的水生环境中，可能并不总是有足够的铜可用于反硝化，这是帮助地球应对气候变化的重要过程。
反硝化是微生物在进食后经历的消化过程，这得益于它们消耗的金属。该过程涉及通过化学还原硝酸盐并释放无害的副产品来获得能量：氮气，这种气体构成了地球大气的 78%。
然而，如果不存在铜，则生物体不会在反硝化过程中释放氮，而是释放一氧化二氮，这是第三强的温室气体，其中 50% 来自水生生态系统中的微生物。
“烧杯中的材料与环境中的材料不同，”负责这项研究的丹尼尔·吉亚马尔在一份媒体声明中说。“我们方法的很大一部分是从真实的环境系统中获取真实的材料，并将它们带到实验室并以可控的方式观察它们。”
这些发现强调了铜在释放一氧化二氮方面的巨大作用。
“在常规的背景水平下，这些系统可能没有足够的金属来执行该过程，”博士 Neha Sharma。Giammar 实验室的学生说。
为了更好地了解铜如何影响这些系统中气体的释放，Sharma 和高级科学家 Elaine Flynn 找到了源头。Sharma 和 Flynn 与美国能源部的三个实验室（橡树岭和阿贡国家实验室以及萨凡纳河遗址）合作，从湿地和河床中收集微生物。当他们分析系统中有多少铜时，他们意识到这不足以完成反硝化。
“然后我们想看看，如果我们手动添加铜，它会影响一氧化二氮的释放，”夏尔马说。“它做了。所有的一氧化二氮都被转化为其他物质，但没有产生有害的温室气体。”
在夏尔马看来，这一发现可能指向遏制气候变暖的新方法。
“如果我们在自然系统中加入一点金属，它可能会减轻 N2O 的释放，”她说。它还可能对研究气候的研究人员产生更直接的影响。
“目前，预测各种系统释放气体的模型并未考虑这些因素，”夏尔马指出。“他们知道食物供应或温度等因素可能会影响温室气体的释放，但他们不包括金属对温室气体这一方面的影响。”
研究人员认为，要让人们真正了解气候并做出有用的预测，气候模型需要纳入特定生态系统中存在的所有现实世界复杂性。
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