摘要：近年来，随着气候变暖的加剧，南极半岛西部地区成为全球变暖速度最快的地区之一，这里的变暖速度超过了全球平均水平，导致海冰减少、海洋生态系统结构发生变化。这些变化不仅影响了大型海洋生物，还对微生物群落产生了深远的影响。微生物是海洋生态系统的基础，它们在物质循环、能

近年来，随着气候变暖的加剧，南极半岛西部地区成为全球变暖速度最快的地区之一，这里的变暖速度超过了全球平均水平，导致海冰减少、海洋生态系统结构发生变化。这些变化不仅影响了大型海洋生物，还对微生物群落产生了深远的影响。微生物是海洋生态系统的基础，它们在物质循环、能量流动和气候调节中扮演着关键角色。为了更好地理解气候变化对微生物群落的影响，研究人员对南极半岛西部的微生物群落进行了长期的时空动态监测和分析，并将研究结果发表于《环境微生物组》（Environmental Microbiome）。

海湿

研究背景

作为全球变暖最显著的地区之一，南极半岛西部变暖速率高达每十年0.46°C。这种快速的气候变化导致冰川融化加速、海洋环流改变，进而影响了海洋生态系统的结构和功能。

南极半岛的生态系统具有极高的生态价值，它拥有丰富的食物网、高效的初级生产力以及显著的二氧化碳通量。然而，这些特性也因季节变化和气候调节过程如阿蒙森海低气压、南半球环状模和厄尔尼诺-南方涛动等现象而表现出强烈的季节性和年际变化。

微生物群落，包括细菌、古菌、微生物真核生物（如浮游植物、异养原生生物、真菌）和病毒，是南极半岛生态系统的重要组成部分。它们不仅调节着南极半岛的食物网，还参与生物地球化学循环。然而，目前对于南极半岛微生物群落的时空动态变化及其相互作用的研究仍然有限。

海湿

研究方法

研究选取了南极半岛西部的两个长期监测站点：帕尔默站（Palmer Station）和罗瑟拉站（Rothera Research Station）。其中帕尔默站位于昂韦尔岛（Anvers island），代表较温暖的北部区域，而罗瑟拉站位于阿德莱德岛（Adelaide Island），代表较寒冷的南部区域。研究团队从2013年7月（南半球冬季）到2014年4月（南半球秋季）对这两个站点的沿海表层水样进行了全面的微生物群落动态监测。

研究团队利用16S和18S rRNA基因扩增子测序技术，分析了细菌和微生物真核生物的群落结构，并结合环境参数如水温、盐度、叶绿素a、硝酸盐+亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、海冰覆盖和海冰类型等进行了因果效应分析，来预测微生物群落之间的相互作用以及环境因素对微生物的影响。

海湿

研究结果

通过对198个表层水样的分析，研究团队发现帕尔默站和罗瑟拉站的微生物群落存在显著差异。这些差异主要归因于海水温度、海冰覆盖和海冰类型的不同。总体而言，细菌在帕尔默站的生态系统动态中是更强的驱动因素，而微生物真核生物在罗瑟拉站的作用更为显著。具体而言，寄生性类群Syndiniales在两个站点的各个季节中都存在，但其在罗瑟拉站的负向因果效应占比高达62.3%，而在帕尔默站仅为13.5%。这表明寄生作用在罗瑟拉站的微生物群落动态中起着更关键的作用。相反，SAR11 Clade II在帕尔默站的年际动态中占据主导地位，其正向和负向因果效应分别占28.2%和37.4%。

在季节变化方面，两个站点的微生物群落表现出明显的季节性差异。在夏季时，帕尔默站的微生物群落多样性较低，而罗瑟拉站的微生物群落则更为复杂。此外，海冰的消退时间和类型对微生物群落的组成和动态产生了显著影响。帕尔默站在夏季经历了快速的海冰消退，这可能促进了某些微生物类群的生长和繁殖。

海湿

微生物相互作用分析

研究团队进一步分析了微生物之间的相互作用。结果显示，细菌与细菌之间的相互作用在所有站点和粒径分数中最为普遍，但在罗瑟拉站的RF3.0粒径分数中，真核生物对细菌和真核生物的相互作用更为显著。此外，Syndiniales类群在罗瑟拉站的负向相互作用中占据主导地位，而SAR11 Clade II在帕尔默站的相互作用中更为突出。这些结果表明，不同站点的微生物群落之间存在显著的相互作用差异，这些差异可能与当地的环境条件和气候变暖背景有关。

海湿

环境因素对微生物群落的影响

研究还发现，环境因素对微生物群落的影响因站点和季节而异。例如，温度是影响微生物群落结构的重要因素，尤其是在帕尔默站。此外，磷酸盐、叶绿素a和硅酸盐等营养盐也对微生物群落产生了显著影响。例如，在帕尔默站，磷酸盐浓度的变化与某些细菌类群的相对丰度密切相关，这表明营养盐的可用性可能在一定程度上调节了微生物群落的动态变化。

该研究揭示了南极半岛西部两个不同气候区域的微生物群落组成和相互作用的时空动态变化。研究结果表明，帕尔默站和罗瑟拉站的微生物群落存在显著差异，这些差异主要受到海水温度、海冰覆盖和海冰类型的影响。此外，微生物之间的相互作用以及环境因素对微生物的影响也因站点而异。这些发现为理解南极半岛生态系统在气候变化背景下的微生物动态提供了重要的科学依据。

在未来，需要进一步探索这些微生物群落的长期动态变化，并结合更多的环境因素和微生物功能分析，以更全面地理解南极半岛生态系统的微生物生态学。此外，研究人员还将关注其他微生物类群（如古菌和病毒）在南极半岛生态系统中的作用，以揭示其对生物地球化学循环的影响。

本文仅代表资讯，供读者参考，不代表平台观点。
编译 | Sara
审核 | YJ
排版 | 绿叶

来源：小田讲科学