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微生物变黑在凉爽的气候中保持温暖

2019-04-03 09:45:00 • 来源：

根据约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的科学家的一项研究，寒冷气候中的微生物会变暗，从太阳中捕获更多的热量并提高它们的生存能力。

微生物变黑在凉爽的气候中保持温暖

科学家在8月2日发表在“当代生物学”杂志上的一项研究中，研究了在不同纬度收集的酵母，并发现在热带地区更常发现黑色色素的酵母。深色素微生物在给定光量下也保持较高温度，并且在寒冷条件下具有明显的增长优势而不是未着色的对应物。

寒冷地区存在无数的色素真菌，细菌和其他微生物群落，因此至少可以想象它们的被动太阳能加热机制对气候产生共同影响。

“我们的研究结果表明，色素沉着是从太阳辐射中获取热量的一种古老的适应机制，可能是模拟气候变化的一个重要变量，”资深作者，阿尔弗雷德和吉尔索姆博士，医学博士，博士，阿图罗·卡萨德瓦尔博士说。约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院分子微生物学和免疫学博士。

Casadevall的实验室专门研究真菌生物学。在研究酵母对温度变化的耐受性时，他和他的团队指出，在极地和近极地纬度，较暗的物种比在赤道纬度更为普遍。

他们研究了20种不同颜色的酵母念珠菌和新型隐球菌的变体，这些变体具有广泛的地理分布，并且发现较暗的变体在普通日光以及红外和紫外线辐射下加热更快并达到更高的温度。

“最黑暗的酵母比普通的浅色酵母温度高出10摄氏度，”研究的主要作者，Casadevall实验室的研究助理Radames JB Cordero博士说。

在进一步的实验中，研究人员发现了这种热量捕获策略可以提供对极地气候的潜在适应性的证据，从而提高微生物的存活率。在光照下，在23℃的相对热带环境温度下，与非黑色素形式相比，它们的测试微生物(一种黑色素 - 暗色的新型隐球菌)的存活率下降了约25%。相比之下，在4摄氏度(约39华氏度)的寒冷温度下，当较轻的微生物的种群开始死亡时，其较暗的表亲享有强劲的生长。

科学家从之前的研究中已经知道，一些体温(又名“冷血”)动物如蜥蜴和蚱蜢可以通过在皮肤中产生更多的黑色素来适应更冷或更温暖的环境，从而使自己变黑并捕获更多的热量。“我们的研究是第一个在微生物中发现'热黑化'效应的研究，”Cordero说。

这些发现增加了在研究微生物生态学时要考虑的新的颜色因素，特别是在气候变化方面。“它可以帮助我们预测微生物是否可以在温度升高的特定纬度存活下来，”Cordero说。

微生物在高纬度地区很多，在一些极地地区明显地使地形变暗，因此它们不仅可以应对气候变化，而且还可以通过纯粹的数量来增强它。已有证据表明，随着冰川融化，微生物菌落(包括黑色菌落)在融水中开花。

“当这些黑暗的微生物生长时，它们可能会建立一个正的加强环，使它们生长的区域变得更加温暖，加速冰川融化，使更多的黑暗微生物生长，并使它们进一步加热，等等，”Casadevall说。

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