新研究揭示海洋中甲烷的神秘来源

2016年11月17日,美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)发布消息称其新研究发现海洋中的CH4来源于海洋微生物对多糖的分解,该结论有望打破“海洋CH4悖论”。研究成果发表在2016年11月《自然·地球科学》期刊。

光合细菌 Photosynthetic Bacteria PSB

光合细菌 Photosynthetic Bacteria PSB

几十年以来,海洋化学家面临着一个难以理解的悖论:全球海洋表面的温室气体CH4含量饱和,然而大多数能产生气体的微生物在富氧的海洋表面水域是不能生存的,那么海洋表面饱和的CH4从哪儿来?该难题被称为“海洋CH4悖论”,WHOI的一项新研究有望打破该悖论。

研究指出海洋大部分的溶解有机质由上层海洋中的光合细菌产生的长链糖分子组成,研究人员发现了该多糖中隐藏有能够被细菌分解产生CH4的碳原子和磷原子对(C-P键),从而海洋中的细菌能从这些多糖的分子结构中分解开C-P键,同时释放出副产物CH4、乙烯和丙烯,其中大部分CH4会流窜到大气中。

研究成果描述了在海洋环境中微生物参与产生CH4的全新的途径,与已知途径明显不同。他们以海洋微生物对甲基磷酸酯中的C-P键分解产生CH4为灵感,在海洋表层发现了类似甲基磷酸盐C-P键结构的多糖,而这些多糖就来自于溶解有机质。因此他们确认了海洋中的细菌能够对隐藏在多糖中的C-P键进行分解进而产生CH4。研究人员进一步分析了可以分解C-P键细菌的在编基因,并且确认了该基因处于活跃状态,为研究此类细菌奠定了基础。

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