焦念志教授
熟悉海洋是如何吸收二氧化碳的，这对于了解二氧化碳在气候变化中所扮演的角色至关重要。为此，人们存在着这样一种忧虑：也许有些什么重要的信息尚未被人们所知。如果中国厦门大学的焦念志被证明是正确的话，这种忧虑显然不是多余的。焦念志博士认为，海洋里汇聚着大量的碳，这些碳此前尚未被人们所知，它们以难以降解的有机物的形式而得以存在，即被称为好氧不产氧光合异养菌（AAPB）的生物种群。如果焦博士的发现是正确的，那就意味着找到了使大气中二氧化碳“沉积”的全新方法。
不被新陈代谢
二氧化碳被海洋所吸收主要是通过浮游藻类的光合作用进行的，这些藻类处于海洋中大多数食物链的最低端，它们先是被小动物吃掉，而后小动物则依次被更大一些的动物所吞食，以此循环。当所有这些生物死亡时，它们的残留物则沉入海底，其中有些终究还是被吃掉了，但也有一些很可能被掩埋了。这种残留物被称为微粒有机物。
这些死亡生物所含有的有机化合物部分被分解并融入水中，但是，直至最近人们才认识到这种分解出来的有机物是多么的重要。不仅如此，焦博士还从中注意到了它在海洋中奇异的分布状况。按理说，它的分布应该与作为生物生产力终极驱动力的浮游藻类的分布密切相关，事实却并非如此。
分析之下，此前人们之所以认识不足，是因为研究人员一直以来追踪的只是其中的一小部分，即那些易于为生物新陈代谢的诸如糖类及左旋氨基酸分子等所构成的有机物，而忽略了大部分难以新陈代谢的微粒，比如，生物体内常见的L型异构体的镜像D型氨基酸以及孔蛋白、脂多糖、腐殖酸等化合物。由于它们不被新陈代谢，在人们眼里则是“难以降解”的。因此，只有把这些难以降解的物质考虑进去，才能描绘出准确的浮游类化学图谱。
这一点很重要，因为95%的溶解有机物都似乎是难以降解的。焦博士估计，海洋以这种形式所储存的碳的总量与大气中以二氧化碳形式存在的碳的总量相当。
难以降解之谜
虽然早在10年前就已经发现，AAPB对糖类和左旋氨基酸进行新陈代谢时会产生难以降解的微粒，但是，直到最近人们才对其规模有所了解。早在2006年，当时焦博士开发了一种以时间为序列、以观测为基础的红外线荧光显微镜观测技术（TIREM）后，人们才得以准确地测定海洋中AAPB的总量。
碳泵：也许可以开辟从大气中抽取二氧化碳的新途径
TIREM显示，AAPB无处不在，它们占海洋微生物的7%，并且比典型细菌的繁殖速度快5倍。原因之一，正如“光合异养菌”这一名称所预示的那样，它们既参与光合作用，也可以从其他生物的残留中获取营养，至于两者中哪一个对其繁殖所起的作用更大，在焦博士及其同事着手研究之前并不为人们所知。通过对位于不同纬度的太平洋、大西洋和印度洋的海水取样，焦博士团队发现，海水中AAPB的总量主要是由浮游藻类的数量而不是由光照决定的。因此他们怀疑，AAPB的食物来源主要是浮游藻类所产生的溶解有机物。现在的问题是，它们是如何部分地转化为难以降解的化合物的？
AAPB有可能是在正常的新陈代谢过程中释放出这些化合物的。不过，这似乎不太合情理，因为颇具价值的碳就这样被白白地浪费了。对此，焦博士认为，难以降解化合物是这些细菌对病毒感染作出反应时产生并释放出来的。事实上，他已经发现AAPB特别易于感染上病毒，而且他的团队已经分离出一个易于感染AAPB的病毒。在感染末期，病毒会摧毁被感染的细胞，在此过程中产生了大量难以降解的化合物。
基于这些发现，焦博士及其同事推定，AAPB或者还有其他与之相似的微生物在把碳泵入不能被生物转化为二氧化碳的化合物池库过程中起到了主导作用，从而在大气之外建起了一个巨大的碳储存库。如果这一推定得到证实，那么应该把它也纳入用来探究地球碳循环及其对气候影响的计算机模型中。此外，它还激发了一个更为大胆的设想，即新发现的这种微生物碳泵也许可以开辟从大气中抽取二氧化碳的新途径，而这正是为应对气候变化所必需的。
前景尚不明朗
当前，使海洋吸收更多二氧化碳的最好办法似乎是往海中添加大量的铁肥，因为铁的缺失是浮游藻类停止生长的主要原因。然而，往海洋添加铁肥的实验得到的是毁誉参半的结果，因为它可能会造成有害藻类的过量繁殖以及海洋酸性化。如果AAPB可加以利用的话，科学家就可以有另一种方法，即让二氧化碳永远沉积在海里。
目前，这一方法的实施前景尚不明朗，因为人们对AAPB仍然知之甚少，再者，促进它们的生长也肯定会产生副作用。只不过，与往海洋添加更多铁肥所带来的副作用比起来，应该会好一些。所有这些都有待进一步的研究加以证明。
还有许多问题留待解决。比如，焦博士及其同事想要制作更为详尽的关于这些难以降解微粒的数量与构成的分布图谱，同时，他们也希望探知是什么让这种化合物变得难以降解的以及能否改变它们难以降解的程度。此外，他们还想弄清楚病毒感染具体是如何促成这些难以降解的化合物的产生。
为了解决这些问题，来自中国以及其他一些国家的科学家们正在冰冷的极地海洋与温暖的印度洋、太平洋之间奔走忙碌着。如果他们能取得进展，那么，这一神奇的发现就将为我们应对全球变暖提供强有力的支撑。
资料来源The Economist
责任编辑 则 鸣
焦念志简介
焦念志，1962年12月出生，主攻方向海洋微型生物生态过程与机制。1991年于青岛海洋大学获博士学位；1991－1992中国科学院海洋研究所博士后研究；1993年日本东京大学博士后研究，1994年被格晋升为研究员，1995年评为博士生导师。1996－1997年美国麻省理工学院高访学者，1998－2000年日本国立环境研究所特聘研究员，2001年起为厦门大学“长江学者”特聘教授。现为近海海洋环境科学国家重点实验室副主任，厦门大学学术委员会委员，国际海洋科学研究委员会SCOR“海洋微型生物碳泵科学工作组”主席，国务院学科评议组成员，中国微生物学会海洋微生物专业委员会副主任委员，海洋卫星环境科学国家重点实验室学术委员。《Marine Biology·Research》、《Research Journal of Biological Sciences》等国际刊物编委，德国马普海洋微生物研究所兼职博导、美国马里兰大学兼职教授。