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病毒可以通过将藻类分开来帮助浮游植物形成云

2018-12-08 14:36:52 • 来源：

当小海藻生病时，他们可能会打喷嚏云的种子。

被病毒感染的浮游植物(Emiliania huxleyi)比健康的浮游植物更快地释放出构成壳的小碳酸钙板。研究人员于8月15日在iScience报道称，这些钙块可能最终成为复杂的云形成舞蹈的一部分。这是第一项研究表明病毒经常感染和杀死海洋中浮游植物的作用。

病毒可以通过将藻类分开来帮助浮游植物形成云

海洋生物学家罗伯托·达诺瓦罗说，这一发现增加了越来越多的工作，表明云的形成不仅受物理过程的控制，如海洋和大气之间的蒸发和热交换，还受生物过程的影响。新的研究。

以前在南大洋的研究表明，海洋生物每年在海洋大气中挥之不去的云形成液滴的数量增加了约60%。浮游植物可能通过提供气体和颗粒而增加浑浊，气体和颗粒可能成为“种子”，大气中的水蒸气可以凝结成云。

在一项受控的实验室研究中，大气化学家Miri Trainic及其同事观察了浮游植物病毒感染的进展，并监测了它如何改变碳酸钙板的脱落以及海浪喷雾的成分。“我们确信这些相互作用必须改变海水中的物质，以及将会爆发的物质，”以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的Trainic说

该团队在一个10升容器中装满了4升海水，其中含有大量的E. huxleyi。即使是健康的E. huxleyi也会摆脱一些构成贝壳的小盘子，叫做coccoliths; 在海洋盛开期间，那些流下的石棺在卫星图像中显示为巨大的乳白色绿松石漩涡。

但研究人员发现，当被一种名为E. huxleyi病毒的病毒感染时，浮游植物往往会破裂并迅速掉落所有的coccoliths。感染后一天，浮游植物的碳酸钙细胞数突然下降。未感染的浮游植物在同一时期内钙化细胞的数量没有变化。

在三天之内，受感染的浮游植物周围的海水的血小板数量是微生物健康对应物周围水的三倍。为了模拟海浪，研究人员将空气泵入水箱，测量破碎波浪和爆裂气泡释放的微小颗粒。

使用偏振光显微镜分析过滤器上收集的喷雾中的颗粒，研究小组发现，病毒感染人群上方的喷雾每立方厘米空气中含有约两个颗粒。研究人员表示，与未感染的浮游植物上方的喷雾相比，这大约相当于coccolith颗粒的一个数量级。

一旦进入大气层，平坦的空气动力学血小板就会徘徊不前，增加了以各种方式影响云形成的机会 - 无论是帮助还是阻碍。血小板可能发挥的一个促进云的作用是通过大气中的化学反应，形成可以成为巨大的云凝结核的硝酸钙颗粒。

但研究人员说，这些颗粒也可能阻碍云的形成，从大气中去除其他潜在的云种子。从浮游植物中发出的二甲基硫醚气体，在大气中转化为硫酸，也被假设为帮助种子云。然而，当在大气中具有相对大的表面积的颗粒时，例如coccoliths，酸可能会凝结在颗粒上。

该研究表明，病毒不仅会杀死它们的E. huxleyi宿主，而且会导致它们爆裂，像炸弹一样在海面上射出颗粒，意大利安科纳UniversitàPolitecnicaDelle Marche的Danovaro说。“这是一个重要且新颖的信息，”他说，因为它揭示了这些病毒如何帮助丰富表层海洋中微粒的“汤”，最终也可以进入大气层。

国家海洋大气化学家帕特里夏·奎因说，在云形成过程中，这些粒子实际上可以发挥多大的作用，或者它们是否最终可以帮助或阻碍云播种，还有很多未知因素。大气管理局在西雅图的太平洋海洋环境实验室。她指出，例如，还没有人测量过海洋大气中的球形颗粒的实际数量。

为了理解coccoliths在现实世界的海洋 - 气候相互作用中可能扮演的角色，科学家们需要更好地了解有多少颗粒实际存在于海洋喷雾中。为此，Trainic说，她的团队希望对海洋中的天然浮游植物开花进行全面的实地研究。

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