近日，高坤山教授课题组在Global Change Biology上发表题为“Adaptive evolution in the coccolithophore Gephyrocapsa oceanica following 1000 generations of selection under elevated CO2”的研究论文，探讨了颗石藻对海洋酸化的进化学响应。
该研究以微型钙化藻类、大洋球石藻（Gephyrocapsa oceanica）为研究对象，通过半连续培养控制碳酸盐化学条件，将其分别在海洋酸化（pHt 7.7, 1000 μatm pCO2）和当前CO2（pHt 8.02, 400 μatm pCO2）条件下培养约1000代（700天）。受酸化的影响，颗石藻细胞钙化量减少，且减少幅度随着代数增加不断增大。当把长期适应高CO2的细胞转移到低CO2下适应8或9代后，钙化量及其它相关生理参数没有变化，显示了其不可逆转的进化学响应。然而，把当今CO2浓度下长期生长的细胞转移到高CO2后，钙化和生长速率都明显降低。该结果表明，大洋球石藻受酸化的影响，在长期适应过程中具备了不可逆转的进化学特征。
迄今国内外学者按照欧盟海洋酸化研究指南（Guide to Best Practices for Ocean Acidification Research and Data Reporting, 2011）探讨酸化效应；通常让浮游植物适应酸化条件8-20代（约1-2周的时间），探讨其生理、生化及分子生物学等种种响应。然而，微型生物生长速率快，长期（>500代）响应环境变化过程中会产生进化学响应(例如：Nat Comm 2015/ nc omms9155) 。该研究历时约两年，期间连续控制各重复培养系列中的碳酸盐化学条件及营养盐水平，跟踪测定了种种生理与生化参数，发现长期酸化影响下钙化量的下降幅度远远大于短期酸化条件下的，且该效应不可塑（不可逆转）。该研究结果反映，海洋酸化减少颗石藻类的钙化量，降低其生长速率，影响颗石藻类碳汇（光合）与碳源（钙化）过程在海洋碳循环中的作用。
图解：长期适应酸化1000代后，颗石藻钙化作用途径被下调，即使转移到非酸化环境被下调的钙化作用也不可逆转，显示了进化学响应。PIC:颗粒无机碳；POC:颗粒有机碳。
该文章第一作者为2014级博士生佟善英，通讯作者为高坤山教授。
Reference: Shanying Tong, Kunshan Gao, David A. Hutchins. Adaptive evolution in the coccolithophore Gephyrocapsa oceanica following 1,000 generations of selection under elevated CO2. Global Change Biology. Doi: 10.1111/gcb.14065
文章链接：http://mel.xmu.edu.cn/upload_paper/201803021040439305.pdf
