每滴淡水都包含成千上萬種以前未被注意的有機分子。通過測量這些分子的多樣性以及它們與周圍環(huán)境的相互作用，劍橋大學研究發(fā)現(xiàn)了一個看不見的世界，它影響著淡水生態(tài)系統(tǒng)的功能并可能導致溫室氣體排放。

小型淺湖主導著世界淡水區(qū)域，其中的沉積物已經(jīng)產(chǎn)生了二氧化碳總量的至少四分之一，而甲烷中的三分之二則來自湖泊。這項發(fā)表在《PNAS》雜志上的新研究表明，氣候變化可能導致北部淡水湖排放的溫室氣體水平增加1.5到2.7倍。

隨著氣候變暖，北部緯度地區(qū)的森林植被覆蓋率正在增加。通過在加拿大安大略省的兩個湖中模擬這種影響，該研究發(fā)現(xiàn)有機分子(結(jié)構(gòu)中含有碳的分子)的多樣性增加，并進入附近植物和樹木掉落的物質(zhì)中的水中。

有機分子是湖泊沉積物中微生物的食物來源，微生物會將其分解并釋放出二氧化碳和甲烷作為副產(chǎn)物。因此，增加有機分子的含量可以增強微生物活性并產(chǎn)生更多的溫室氣體。

由于相同的微生物可以從許多不同的有機分子中產(chǎn)生溫室氣體，因此與微生物的多樣性相比，有機分子的多樣性與溫室氣體濃度水平之間的聯(lián)系更為緊密。另外，增加的有機分子多樣性可能會增加水中的溫室氣體濃度，因為有更多的分子可以被陽光穿透水分解。

為了進行這項研究，容器中裝滿了不同比例的巖石和有機物-包括附近森林的落葉和針葉凋落物-并淹沒在兩個湖的淺水區(qū)中。兩個月后，使用超高分辨率質(zhì)譜技術(shù)和下一代DNA測序技術(shù)對樣品進行分析，結(jié)果表明，有機分子的多樣性與水中微生物群落的多樣性相關(guān)，并且兩者的多樣性都隨著水中微生物的增加而增加。有機物數(shù)量增加。

準確預(yù)測自然系統(tǒng)的碳排放量對于了解氣候變化步伐以及全球變暖的影響的計算的可靠性至關(guān)重要。