一项新的研究发现，微生物食物网占亚马逊湖泊，洪泛平原和湿地中大部分碳循环的原因。

“我们的研究得出结论认为，亚马逊泛滥平原湖泊中微生物食物网中的碳循环量是经典浮游植物 - 浮游动物 - 鱼类食物链中循环量的十倍，”Hugo Miguel Preto de Morais Sarmento说。，巴西圣保罗州圣卡洛斯联邦大学(UFSCar)水生生物学系教授。

该研究得到了圣保罗研究基金会 - FAPESP的支持，并发表在Hydrobiologia杂志上。

要了解全球变暖的规模和后果，有必要了解碳循环。由于其庞大的规模，亚马逊地区在地球的碳循环中发挥着关键作用。因此，重要的是量化亚马逊的陆地和水生食物链中的生物量的库存和流量。

大多数旨在量化亚马逊碳循环的研究分析了陆地生物量(植物和动物)或主要河流水域中的生物量，例如大量的Solimões。

迄今为止，很少有科学研究调查了泛滥平原和相关区域(浅湖，次生河道和湿地)中存在的水生生物在碳循环中所起的作用，这些区域占整个亚马逊生物群落的不少于20%。这些罕见的研究集中在经典食物链中的碳循环，从浮游植物(初级生产者)到浮游动物，鱼类和无脊椎动物(主要和次要消费者，分解者和碎屑病)。

这项新研究调查了微生物食物网，这个术语指的是水生环境中所有微生物的综合营养相互作用，包括病毒，细菌，微藻(浮游植物)，单细胞捕食者，如纤毛虫(原生动物)和鞭毛虫，以及无脊椎动物。

“我们着手在两个不同的时期验证和量化微生物食物网的相互作用 - 雨季，水位高，食物网更简单，相互作用更少，干燥季节，水位较低时和食物网络变得更加复杂，有更多的互动，“Sarmento说。

研究人员选择从Puruzinho收集研究材料，Puruzinho是巴西亚马逊州的一个洪泛区系统，由一个狭窄的湖泊和一条8公里长的河道组成，连接着亚马逊河的支流马德拉河。

2014年5月底，在亚马逊雨季后期，当Puruzinho系统的水位最高时，以及2014年10月底，在旱季，收集了30个水样，距地面约半米。当水位最低时。

“这是一个浅湖，最大深度为11米。水柱是均匀的，所以在半米，两米或五米深处收集的水的微生物成分没有实质性差异。不同的是，如果湖泊更深，在这种情况下，它会有两层或更多层，具有不同的温度和溶解氧水平，“Sarmento说。

在实验室中计数样品中的细菌，浮游植物，纤毛虫，鞭毛虫和浮游动物的数量。

根据Sarmento的说法，在湖中1毫升的水中通常会发现大约100万个细菌(相当于三滴水)。病毒的数量甚至更小，应该大约为1000万，但研究人员在这项研究中没有计算病毒。浮游植物的丰度约为每毫升10,000。在浮游动物的情况下，它们是更大的生物，有些甚至肉眼可见，在湖中的1升水中应该发现大约10个浮游动物。

“使用倒置光学显微镜对浮游植物和浮游动物进行计数和逐一测量。对于细菌，我们使用流式细胞仪，临床分析实验室用于计算血液样本中血小板和细胞的装置，”Sarmento说。

该研究的最终目的是尽可能准确地估算样品中的总碳。研究人员需要确定样本中的细菌群并计算其数量，以推断每个群体对总量的贡献量。因此，该研究的另一个重要部分是基因组筛选，以鉴定样品中不同的细菌群。

下一步是估算从高水位或低水位收集的Puruzinho水中的平均微生物碳生物量。结果表明，Puruzinho微生物食物网中的碳含量平均为每升245.5微克，比传统食物链(浮游植物 - 浮游动物 - 鱼)的平均值高出一个数量级，即每升24.4微克。

换句话说，Puruzinho中90%的碳在微生物食物网中循环。如果这个相同比例作为估算亚马逊所有洪泛平原和湿地微生物食物网中碳循环总量的参数，那么该地区的碳含量显然被低估了。

另一个有趣的发现是，Puruzinho微生物食物网中的绝大多数微生物(就多样性和总碳而言)是异养的，即主要和次要消费者和碎屑动物。自养微生物的比例 - 进行光合作用并存在于浮游植物中的单细胞藻类 - 不足以维持Puruzinho食物网。

根据该研究，初级生产者不足以代谢维持系统食物网所需的碳。问题在于主要和次要消费者使用的大部分碳来自何处。

“我们的假设是，Puruzinho系统水域中的大部分碳来自周围森林中的腐殖质和垃圾中的叶子，腐烂物质和有机颗粒，”Sarmento说。

“在没有微生物食物网的情况下，所有这些碳都会积聚在湖底，在那里它将被隔离在淤泥和沉积物中。然而，实际上，从河岸流出的大部分碳被回收利用。在微生物食物网中，以碳气和甲烷的形式返回大气，两者都是温室气体。这个营养网中的每个元素都参与大气中的碳循环。

现在，研究人员了解Puruzinho系统中微生物食物网的组成，他们的下一步将是确定细菌的作用。

“我们希望了解陆地有机物与水生系统之间的关系，特别是要找出湖中消耗的所有有机物来自何处。我们还想知道湖中产生了什么，以及来自森林的是什么更全面地了解亚马逊的碳流量，“Sarmento说。