新的研究表明，在一些微生物稱之為家園的復(fù)雜、動態(tài)的水生環(huán)境中，可能并不總是有足夠的銅可用于反硝化，這是幫助地球應(yīng)對氣候變化的重要過程。
反硝化是微生物在進食后經(jīng)歷的消化過程，這得益于它們消耗的金屬。該過程涉及通過化學(xué)還原硝酸鹽并釋放無害的副產(chǎn)品來獲得能量：氮氣，這種氣體構(gòu)成了地球大氣的 78%。
然而，如果不存在銅，則生物體不會在反硝化過程中釋放氮，而是釋放一氧化二氮，這是第三強的溫室氣體，其中 50% 來自水生生態(tài)系統(tǒng)中的微生物。
“燒杯中的材料與環(huán)境中的材料不同，”負責(zé)這項研究的丹尼爾·吉亞馬爾在一份媒體聲明中說。“我們方法的很大一部分是從真實的環(huán)境系統(tǒng)中獲取真實的材料，并將它們帶到實驗室并以可控的方式觀察它們。”
這些發(fā)現(xiàn)強調(diào)了銅在釋放一氧化二氮方面的巨大作用。
“在常規(guī)的背景水平下，這些系統(tǒng)可能沒有足夠的金屬來執(zhí)行該過程，”博士 Neha Sharma。Giammar 實驗室的學(xué)生說。
為了更好地了解銅如何影響這些系統(tǒng)中氣體的釋放，Sharma 和高級科學(xué)家 Elaine Flynn 找到了源頭。Sharma 和 Flynn 與美國能源部的三個實驗室（橡樹嶺和阿貢國家實驗室以及薩凡納河遺址）合作，從濕地和河床中收集微生物。當他們分析系統(tǒng)中有多少銅時，他們意識到這不足以完成反硝化。
“然后我們想看看，如果我們手動添加銅，它會影響一氧化二氮的釋放，”夏爾馬說。“它做了。所有的一氧化二氮都被轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，但沒有產(chǎn)生有害的溫室氣體。”
在夏爾馬看來，這一發(fā)現(xiàn)可能指向遏制氣候變暖的新方法。
“如果我們在自然系統(tǒng)中加入一點金屬，它可能會減輕 N2O 的釋放，”她說。它還可能對研究氣候的研究人員產(chǎn)生更直接的影響。
“目前，預(yù)測各種系統(tǒng)釋放氣體的模型并未考慮這些因素，”夏爾馬指出。“他們知道食物供應(yīng)或溫度等因素可能會影響溫室氣體的釋放，但他們不包括金屬對溫室氣體這一方面的影響。”
研究人員認為，要讓人們真正了解氣候并做出有用的預(yù)測，氣候模型需要納入特定生態(tài)系統(tǒng)中存在的所有現(xiàn)實世界復(fù)雜性。
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