image: 中肋骨条藻（Skeletonema costatum）在光合作用下，能够以远低于无机CaCO3析出所需的过饱和度，从人工/天然海水中诱导出大量文石沉淀。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
近日，《Science Bulletin》杂志在线发表了浙江大学海洋学院潘依雯副教授团队的研究成果，该研究团队首次报道了中肋骨条藻（Skeletonema costatum）在光合作用下能够以远低于无机CaCO3析出所需过饱和度条件下，从人工/天然海水中诱导出大量文石沉淀，形成团聚物。
研究人员研究发现，在中肋骨条藻生长过程中，水体的TA（总碱度）和[Ca2+]出现明显下降现象；析出的白色颗粒物经X射线衍射证实为文石晶体；扫描电子显微镜图像显示，中肋骨条藻细胞包裹在直径在40-70 μm范围内的球形晶体的表面或内部，形成了多个中肋骨条藻和文石的团聚体。研究团队进一步研究发现，这种胞外钙化过程主要由中肋骨条藻光合作用过程中胞外CO32-浓度升高和Ca2+吸附聚集综合效应导致，使得中肋骨条藻可以在远低于无机碳酸钙析出所需的过饱和度下诱导大量的文石沉淀。研究团队在实际海洋环境中也观察到了中肋骨条藻藻华引起的TA偏离保守混合曲线现象，与实验室培养的结果相似，进一步支持了中肋骨条藻介导钙化新途径在海洋中发生的可能性。
这一突破性的发现对于我们理解海洋碳循环的重要性具有深远影响。硅藻是海洋中最重要的初级生产者和有机碳输送者，硅藻介导下的胞外钙化新途径可能建立起了颗粒无机碳泵和有机碳泵之间的新联系。一方面，胞外钙化过程中释放了CO2，被认为是“反向碳酸盐泵”现象。但是，在硅藻介导的胞外钙化过程中，由于水体维持在高pH下，释放的CO2可能更多地被中肋骨条藻吸收，维系中肋骨条藻生长，而不是释放到大气中；同时，中肋骨条藻介导的钙化过程通过形成藻和文石的团聚体，提高了有机碳的沉降效率，并增强了生物碳泵的输运能力。
这项研究不仅改变了人类对海洋生态系统中碳循环的认知，还提供了新的研究视角。
Journal
Science Bulletin