研究人员发现，北极海底的细菌全年都很活跃

尽管它们的栖息地具有明显的季节性，但北极沉积物中的细菌群落在分类学和功能上都非常稳定

来自德国不来梅的研究人员研究了斯瓦尔巴群岛附近海床上细菌的组成和功能，这些细菌是在极夜和午夜太阳交替的时期出现的。为了做到这一点，他们专门开发了一种采样设备，即Ellrott抓斗。与上覆水中的细菌群落相反，沉积物细菌几乎不随季节变化。这可能是因为海底全年都有一些难以消化的食物

北极寒冷，对生命充满敌意，但它是大量微生物的家园，这些微生物的活动对我们星球上的生命产生了重大影响。例如，海底的细菌在处理死亡生物的生物量方面发挥着核心作用，从而将所含的碳转化为难以降解的物质，这些物质可以长期储存

除了寒冷，不寻常的季节性也是极地栖息地的一个显著特征——昼夜不是每十二小时交替一次，而是全年在午夜太阳和极夜之间波动。这对当地依赖阳光的初级生产产生了巨大影响。夏天，微小的藻类在海水中茁壮成长，陆地上的生命也会茁壮成长。在冬季，初级生产基本上处于停滞状态。对于由此产生的有机物输入的强烈波动对海底细菌的影响程度，几乎没有进行过研究

为了解决这一知识差距，德国不来梅马克斯·普朗克海洋微生物研究所的一组研究人员在一年中的不同时间访问了斯瓦尔巴群岛，调查了当地的细菌沉积物群落。他们现在在《ISME杂志》上发表了他们的发现

酶的变化大于细菌

令人惊讶的是，考虑到环境条件，海底的细菌群落并没有像预期的那样表现。首席研究员Katrin Knittel报告说：“尽管有机物质的输入及其周转率在一年中波动很大，但乍一看，细菌群落的组成几乎没有变化。”

因此，海底细菌的行为与水中细菌的行为非常不同，其中许多细菌表现出明显的季节性。Knittel补充道：“海底细菌群落非常复杂。”。“这就是它们如此稳定和强健的原因，也使我们研究它们的动力学变得非常具有挑战性。”

为了更好地了解这种意想不到的行为，位于不来梅的马克斯·普朗克研究所的Knittel和她的团队现在已经研究了所谓的细菌功能多样性。在午夜太阳和极夜之间，海底细菌的活性变化了多少

为了找出答案，他们分析了细菌拥有哪些基因来分解藻类糖，以及它们在多大程度上使用这些基因。第一作者Sebastian Miksch解释道：“虽然细菌群落的组成在不同季节几乎没有差异，但我们发现碳水化合物降解酶的基因表达在冬季和春季之间发生变化。”

在冬季，分解a-葡聚糖（如糖原）的酶占主导地位。a-葡聚糖是异养细菌、动物和真菌的细胞内储存化合物。它们也可以在今年剩下的时间里使用，但那时就不那么重要了。然而，在春天，有更多的酶可以分解β-葡聚糖，如藻类成分昆布蛋白。然后，β-葡聚糖太多了，其中一些可能会被留作储存，以备今年晚些时候使用

Knittel解释道：“这些酶反映了细菌在不同季节可以获得哪些藻类成分，尤其是藻类糖。”。“这与去这里的农贸市场没有太大区别：虽然在阳光明媚的季节有很多不同的新鲜水果和蔬菜可供选择，但在冬季的某个时候，只剩下储存的土豆。”

因此，海底的细菌可以利用从水柱中下沉的新鲜物质，尤其是在春季和夏季，然而，它们也可能消耗已经存在于海床中或在那里生产的材料。这包括美味的食物，如粘蛋白，但也包括坚韧的块，如甲壳素。这些细菌一年四季都在蚕食。这种食物来源在其他投入稀缺的冬季尤为重要。它们的长期有效性它们的长期可用性稳定了海底的细菌群落

“这些发现发生在很小的范围内，但在更大的范围内很重要：当细菌消耗藻类糖时，它们会释放二氧化碳。二氧化碳是一种非常重要的温室气体，”Knittel指出。因此，微小的海洋居民可以对全球进程产生影响

体积小、重量轻、实用：Ellrott抓斗

因此，北极海底的细菌群落在整个季节都出奇地均匀。尽管季节性很强，但社区在这两个季节都很活跃。然而，不仅是内部动力学使Knittel的团队难以研究斯匹次卑尔根海底的细菌。它在方法上也具有挑战性

同样参与该项目的博士生Chyrene Moncada解释道：“很难获得海床和砂粒之间孔隙水的未扰动样本。”。“这就是为什么我们开发了自己的设备：Ellrott抓斗。”这个采样设备发表在《湖沼学和海洋学：方法》杂志上的一篇文章中，以我的名字命名