我国学者与海外合作者在地球温室期甲烷代谢微生物方面取得进展

　　

图 湖泊生态系统不同生物分子化石的碳同位素组成特征

　　微生物与环境之间存在着密切的相互作用。微生物不仅被动地适应环境，更能够主动地改造环境。其中，微生物如何通过甲烷影响地球宜居性演化是重要的前沿科学问题。在现代环境中，我们可以直接监测甲烷代谢微生物的活动。然而，对于地质时期而言，由于缺乏诊断性的地质地球化学指标，对这一关键地质微生物功能群的研究成为了一个巨大的挑战。

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42293290、42302345、42330201）等资助下，中国地质大学（武汉）谢树成院士团队与国外合作者在地球温室期甲烷代谢微生物研究方面取得重要进展，相关成果以“白垩纪温室世界甲烷为湖泊浮游食物网添加燃料（Methane fueled lake pelagic food webs in a Cretaceous greenhouse world）”为题，于2024年10月21日发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS），并在当期“In This Issue”中作为亮点成果进行推介。论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2411413121。

　　研究团队通过分析不同生物来源的分子化石碳同位素组成，发现在1.2亿年前的白垩纪温室期，微生物可以通过甲烷产生-氧化过程支撑湖泊食物网，并减缓气候变暖。在此过程中，湖泊中的产甲烷菌制造了大量甲烷；这些甲烷随后被甲烷氧化菌利用；浮游动物继续以这些甲烷氧化菌为食，从而将甲烷中的碳和能量传递到生态系统食物链的更高层次。这一生态过程减少了甲烷向大气的排放，同时起到了减缓气候变暖的作用。

　　该研究不仅有助于理解白垩纪温室期地质微生物对地球重大环境转型的影响，也对理解当前全球变暖情景下湖泊甲烷循环及其生态功能具有重要意义。