广告

真菌如何创造亚马逊的云

世界上最大的雨林中的微生物生活可能正在滋养着上方的云层。

Google NewsGoogle News Preferred Source

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

当你扰乱亚马逊雨林时,你就扰乱了很多东西——250万种昆虫、4万种植物、1300种鸟类,这还仅仅是已知的物种。覆盖亚马逊的14亿英亩繁茂、蔓延的生物群落,驱动着整个大陆的新陈代谢。现在看来,雨林至少部分地对另一件事负责:亚马逊云本身。砍伐森林,实际上就可能抹去天空。

广告

这个不太可能的想法来自《科学》杂志最近发表的一篇论文,这是德国美因茨马克斯·普朗克化学研究所研究人员工作的成果。亚马逊的云层,就像其他地方一样,由附着在微小碳化合物团上的水蒸气组成。在森林地区,碳化合物是植物新陈代谢的副产品;在人口稠密地区,它们通常来自人类污染。大多数时候,大气化学家可以观察到碳团的形成;当微小颗粒达到一定尺寸时,它们就能吸引并保留水分。在亚马逊,这些团块似乎凭空出现,几乎完全成型。没有人曾成功捕捉到它们聚集的过程。

马克斯·普朗克研究生克里斯托弗·波尔克前往巴西一片原始的森林,试图解开这个谜团。他收集了一些雨林空气,使用一种仪器将样本通过一个细喷嘴吸入,然后喷在一个边长为半毫米的陶瓷方块上,微小的空气颗粒会被粘住。为了弄清楚这些颗粒的化学成分,他和他的同事们将这些方块带到加州劳伦斯伯克利国家实验室,并将它们置于该实验室的同步加速器中,用不同能量的X射线照射收集到的微粒。被吸收的特定频率可以揭示样本的化学成分。

研究人员发现,除了碳化合物混合物外,还有一种物质:钾——这让他们了解到很多。钾盐似乎能有效地将碳化合物粘合在一起。碳团块越大,其内部碳化合物与钾的比例就越大,这表明只需要一定量的钾就可以启动吸附过程,之后碳化合物就会自行堆积。这反过来又会导致水滴的形成。

真正的惊喜是钾的来源。森林火灾经常将这种元素释放到空气中,但当波尔克采集样本时并没有燃烧的火灾。“由于我们的样本可以排除燃烧源,”他说,“另一个来源似乎就是生物圈本身。”换句话说,就是森林。

在特定条件下,植物和真菌都可以将钾释放到空气中。真菌尤其如此:当它们释放孢子时,也会喷出富含钾的液体。研究叶霉菌和其他真菌的生物学家在实验室里注意到这一点,大气化学家也注意到在雨季亚马逊上空似乎漂浮着大量的钾。事实上,波尔克的导师、化学家迈因拉特·安德烈亚斯最近报告说,地球陆地表面的三分之一可能覆盖着微小的真菌。但直到现在,还没有人将真菌产生的钾与云的形成联系起来。“我们认为我们观察到的是这些液滴的残留物,”波尔克说,“这真的很令人印象深刻。”

波尔克、安德烈亚斯和他们的同事们进行了计算,发现实验室中微小真菌释放的钾颗粒量足以解释他们在样本中观察到的钾浓度。但仍然有一些关键的实验需要完成:特别是,他们还没有真正证实亚马逊森林树木上生长的微小真菌实际上正在释放他们看到的空气中的钾。“我们仍然缺乏的是一个证明,如果你去亚马逊的一棵树上,用一个塑料袋把它包起来,你会看到这些颗粒散发出来,”安德烈亚斯说。“这是我们接下来想做的事情之一。”

即使这项工作完成后,也不清楚所有人是否会接受新的发现——或者至少是其全面性。“这些颗粒是否只在雨林上空相关,还是它们被对流带起并输送到周边地区?”耶鲁大学教授兼气候建模师特鲁德·斯托雷尔莫在一封电子邮件中写道。另一个未来的研究课题是,亚马逊是否是唯一以这种方式启动钾循环的雨林,还是其他——也许所有——雨林都这样做。然而,现在确定的科学是,正如亚马逊依赖天空提供的雨水和阳光一样,天空也依赖森林的滋养。生命之环又增加了一圈。

这个故事也刊登在TIME.com

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章