光合作用和南极洲。这可能不是最直观的组合,但这片冰冷的大陆——以雕塑般的冰山和行进的企鹅而闻名——也是盛开的藻类、苔藓、地衣甚至一种草的家园。

当然,它们很罕见:一开始,整个大陆只有不到1%的地方是永久无冰的。而陆地植被的存在很大程度上必须依靠融化的冰雪来提供水。

这些都是脆弱的生态系统的一部分,随着全球气温的上升,科学家们渴望了解这个生态系统,这不仅影响了南极的大片冰层,也影响了那里微妙的生命平衡。

一组英国科学家最近绘制了有史以来第一张大规模的地图,并对南极半岛上绿藻的范围进行了估计。南极半岛是一个多山的延伸,向南美洲延伸了800多英里,经历了世界上最快的变暖速度之一。该研究结果发表在该杂志上自然通讯研究表明,“绿雪”是南极大陆一个重要的碳汇,每年通过光合作用吸收约479吨碳。

研究人员马特·戴维在泻湖岛对雪藻进行了取样。
研究人员马特·戴维在泻湖岛对雪藻进行了取样。莎拉·文森特

剑桥大学和英国南极调查局的研究人员领导了这项研究,马特·戴维说:“从全球范围来看,二氧化碳的吸收量很小,但与此同时,这对南极洲来说却非常重要。”他补充说,这个吨位大致相当于87.5万辆汽车平均每次行驶10英里所排放的碳量。

戴维说,随着科学家们对南极大陆上的藻类总生物量有了更全面的了解,南极藻类的碳吸吸量可能要高得多。这些藻类有绿色、红色和橙色三种,可以使它们居住的地方的雪看起来有颜色。

南极洲的光合生物还包括苔藓、地衣和两种开花植物(南极毛草和南极珠光草),它们进一步促进了总碳吸收。

在12月至2月的夏季,平均气温略高于冰点,南极半岛沿岸的藻类群落往往相对丰富。戴维说,研究中包括的绿藻喜欢潮湿、泥泞的雪,因为微生物需要液态水来繁殖。它们也在企鹅聚居地、鸟类筑巢地和海豹出没的地方茁壮成长,因为动物粪便为繁殖地提供了营养丰富的氮和磷酸盐。

为了提高结果的准确性,科学家们用实地测量的数据补充了欧洲航天局哨兵2号卫星的数据。该论文的第一作者安德鲁·格雷(Andrew Gray)说,来自卫星的信息测量南极表面反射的特定波长的光,可能会被云层和错误的信号所阻碍,这些信号可能被误认为是绿藻。

在南极洲也发现了“粉红雪”。最近的研究只关注了绿藻,但研究人员希望将红藻的繁殖也纳入其中,以便更好地了解南极生态系统中藻类的生命周期和动态。
在南极洲也发现了“粉红雪”。最近的研究只关注了绿藻,但研究人员希望将红藻的繁殖也纳入其中,以便更好地了解南极生态系统中藻类的生命周期和动态。马特·戴维

研究人员还邀请公民科学家发送在几个夏天拍摄的藻华照片。“这对我们来说是很好的数据,因为我们不可能无处不在,”戴维说,他最近在奥班的苏格兰海洋科学协会开始了一个新的职位。

剑桥大学和爱丁堡NERC现场光谱研究所的研究员格雷说,红色和橙色藻类被排除在研究之外,因为它们含有会干扰卫星的色素。“有红色物种和绿色物种,”他说。“但你也会看到绿色物种变红,就像秋天树木变红一样。”

(该研究指出,卫星探测到的绿色藻华可能包括一些红色和橙色细胞,但其研究结果是基于叶绿素(一种绿色色素)的读数,并假设藻华主要是绿色物种。)

格雷和戴维说,他们未来的研究目标包括纳入红藻华,并最终将他们的地图扩展到整个南极洲。他们还想更好地了解藻类的生命周期和生理。戴维说:“我们对生物学和生理学了解得越多,我们就能更好地理解(更广泛的)生态系统。”

安克雷奇岛上五颜六色的雪藻。
安克雷奇岛上五颜六色的雪藻。马特·戴维

对于研究南极洲所有类型植被的科学家来说,一个很大的问题是,随着更高的温度侵蚀这个星球上的偏远地区,它的生态系统将如何发展。(今年2月,巴西科学家报告了南极有记录以来的最高温度:20.75摄氏度——或近70华氏度。)

目前的预测预测,随着融雪加速和新土地的开放,藻华和植物生长将会扩大。但就像自然界中的许多事情一样,有许多动态的、相互关联的因素在起作用。除其他外,气候变化对企鹅、鸟类和海豹的影响也可能影响藻类、苔藓和它们的兄弟的生存——它们的未来正以不那么缓慢的速度发生变化。