深海鱼类刚刚改变了我们对地球碳循环的认知

迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气与地球科学学院的科学家研究了黑腹玫瑰鱼（Helicolenus dactylopterus），这种深海物种栖息于350-430米（1,148-1,410英尺）深度，以确定其是否形成并排泄肠道碳酸盐——即鱼源碳酸盐。这种在海洋鱼类中常见的生理过程有助于维持咸水环境中的体内盐分与水分平衡，并在海洋碳循环中发挥关键作用。

"中深层鱼类生活在高压、低温的深海环境中，此前尚不清楚它们是否像浅水鱼类一样产生碳酸盐，或其产生速率如何，"该研究的主要作者、罗森斯蒂尔学院海洋生物与生态学系主任Martin Grosell表示。"此项研究首次证实它们确实产生碳酸盐，且鱼源碳酸盐的形成机制与特性在不同深度具有显著的一致性。"

黑腹玫瑰鱼是理想的研究模型。与许多中深层物种不同，它缺乏鱼鳔，且能在捕获后适应实验室环境。研究人员在6摄氏度的温度下维持样本（模拟其自然栖息环境），发现其每小时每公斤排泄约5毫克鱼源碳酸盐，这与热力学及代谢标度模型的预测相符。

"这项研究填补了我们对海洋化学与碳循环认知的重大空白，"合著者、海洋地球科学系助理教授Amanda Oehlert指出。"鉴于中深层鱼类的重要作用，它们对碳酸盐通量的贡献——以及该贡献如何随海洋变暖而变化——值得更多关注。"

主要发现包括：

• 深海黑腹玫瑰鱼的碳酸盐产生速率及成分与浅海鱼类相当，证实深度与压力不会抑制鱼源碳酸盐形成。
• 这些结果强化了全球鱼类碳酸盐产量的估算，证实中深层鱼类是海洋碳酸盐收支的重要贡献者。
• 无论形成深度如何，鱼源碳酸盐成分均相似，这影响其在海洋中的存储或溶解方式及位置。

"这些结果为全球鱼类碳酸盐产量模型提供了有力支持，该模型曾假设（但未验证）中深层物种具有相近的贡献速率，"Grosell说。"中深层鱼类不仅是猎物，更是海洋的化学工程师。"

该研究强调了鱼源碳酸盐在海洋碳循环中的重要性，尤其考虑到中深层海域存在大量未被充分探索的生物量。

作者表示，这些发现为研究深海碳动力学开辟了新途径，并可能改进地球系统模型——这些复杂的计算机模型整合了物理、化学与生物过程（如生物碳生产与输出）间的相互作用。

这项题为《深海环境海洋鱼类胃肠道的渗透调节及其对全球碳循环的影响》的研究于2025年7月15日发表于《实验生物学杂志》。作者包括Martin Grosell、Bret Marek、Sarah Wells、Carolyn Pope、Cameron Sam、Rachael M. Heuer和Amanda M. Oehlert，均来自迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气与地球科学学院。

研究资金由美国国家科学基金会化学海洋学项目、地球科学仪器与设施部门，以及迈阿密大学罗森斯蒂尔学院海洋生物与生态学系、海洋地球科学系共同提供。