摘要：华盛顿大学最新研究显示，占据地球75%海洋表面水域的微小蓝藻——原绿球藻正面临前所未有的生存危机。作为海洋中数量最庞大的光合作用生物，原绿球藻承担着全球5%的光合作用任务，但气候变暖正将其推向生存极限。
信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250909031505.htm
华盛顿大学最新研究显示，占据地球75%海洋表面水域的微小蓝藻——原绿球藻正面临前所未有的生存危机。作为海洋中数量最庞大的光合作用生物，原绿球藻承担着全球5%的光合作用任务，但气候变暖正将其推向生存极限。
海洋生命网络的核心支柱
原绿球藻虽然肉眼不可见，却是海洋生态系统最重要的组成部分之一。这些单细胞蓝藻广泛分布在热带和亚热带海域，构成了海洋食物链的基础环节。从微小的浮游动物到庞大的鲸类，海洋生物都直接或间接依赖原绿球藻提供的营养。
华盛顿大学海洋学副教授弗朗索瓦·里巴莱特领导的研究团队通过十年持续观测发现，原绿球藻的生存状况远比此前预期的脆弱。"长期以来，科学家们认为原绿球藻能够很好地适应未来气候变化，但研究表明，在最温暖的海域，它们的状况并不理想，这意味着整个海洋食物网将面临碳源短缺的困境。"
热带海域呈现出标志性的湛蓝色彩，正是因为除原绿球藻外几乎没有其他生物能够在这种营养极度匮乏的环境中生存。原绿球藻之所以能够在这些"海洋荒漠"中繁衍，依靠的是其极其精简的基因组和超小的体型，使其能够在极低营养条件下维持生命活动。
温度耐受性的严峻现实
托马斯·G·汤普森号（Thomas G. Thompson）上的日落景象。这艘由华盛顿大学运营的研究船配备远洋航行设备。左侧可见的仪器是一台可从不同深度采集水样的采样器。SeaFlow 流式细胞仪也在船上，但图中未显示。图片来源：凯西·纽尔/华盛顿大学
研究团队在过去十年中进行了近100次海上科考航行，覆盖全球15万英里航程，分析了约8000亿个原绿球藻细胞的生长状况。他们使用名为SeaFlow的连续流式细胞仪，通过激光技术实时监测海水中微生物的类型、大小和活性，建立了详细的统计模型来追踪细胞分裂率和种群密度变化。
研究结果揭示了一个令人担忧的现实：原绿球藻的最适生长温度范围极为狭窄，仅在19-29摄氏度之间表现出良好的繁殖能力。当水温超过30摄氏度时，细胞分裂率急剧下降至最适温度时的三分之一，种群密度也出现相应的大幅衰减。
这一发现与此前基于实验室培养条件的研究结论形成鲜明对比。在自然海洋环境中，原绿球藻面临着营养竞争、水体混合、光照变化等多重复杂因素的影响，使其对温度变化的敏感性远超预期。
进化策略的双刃剑效应
原绿球藻在数百万年的进化过程中采取了极端的"精简主义"策略，舍弃了大量非必需基因，仅保留维持基本生命活动所需的最小基因集合。这种策略使其能够在营养贫瘠的热带海域获得竞争优势，但同时也使其失去了应对环境胁迫的灵活性。
当海洋温度快速上升时，原绿球藻无法重新获得早已丢失的热应激响应基因，这种基因组的"历史包袱"使其在面临气候变化时显得格外脆弱。相比之下，另一种海洋蓝藻——聚球藻虽然基因组结构相对冗余，但保留了更强的环境适应能力，能够耐受更高的水温。
然而，聚球藻的生存需要更多营养支持，如果未来海洋中聚球藻取代原绿球藻成为主导物种，整个海洋生态系统的营养流动模式将发生根本性改变，其生态后果难以预测。
气候变化下的严峻前景
基于当前温室气体排放趋势的气候模型预测显示，未来75年内，亚热带和热带海域的海水温度将超过原绿球藻的耐受阈值。在中等升温情景下，热带地区原绿球藻的生产力可能下降17%，而在高度升温情景下，这一降幅将达到惊人的51%。
从全球尺度来看，中等升温将导致原绿球藻总产量减少10%，而严重升温情景下的减产幅度将达到37%。这种变化不仅会影响海洋初级生产力，还将对整个海洋食物链产生连锁反应。
研究预测显示，随着热带海域变得不再适宜原绿球藻生存，其分布范围将向南北两极方向扩展。尽管原绿球藻不会完全消失，但栖息地的大规模迁移将对亚热带和热带海洋生态系统造成深远影响。
科学研究的局限性与未来展望
研究团队坦承其工作存在一定局限性。由于技术限制，他们无法检测每个单独细胞的特性，所有测量都基于混合样本，这可能掩盖了某些具有特殊耐热特性菌株的存在。里巴莱特表示："这是基于现有数据得出的最简单解释。如果未来发现新的耐热菌株证据，我们将非常欢迎，这将为这些关键生物带来希望。"
目前，科学界正在加强对海洋微生物多样性的研究，希望能够发现更多具有环境适应潜力的原绿球藻亚群。同时，研究人员也在探索通过海洋工程手段来缓解温度上升对海洋生态系统的冲击。
这项研究成果不仅加深了人们对海洋生态系统脆弱性的认识，也为制定海洋保护策略和气候变化应对措施提供了重要科学依据。面对日益加剧的全球变暖趋势，保护海洋生态系统的多样性和稳定性已成为人类面临的紧迫挑战。
来源：人工智能学家
