近日，南方科技大学海洋科学与工程系讲席教授张传伦、林间团队在全球海洋沉积物自生细菌四醚膜脂的来源研究方面取得突破性进展，相关成果以“Global scale production of brGDGTs by benthic marine bacteria: Implication for developing ocean bottom environmental proxies”为题发表在国际学术期刊《全球和行星变化》（Global and Planetary Change）。

全球变化影响着人类的生存环境以及社会经济的可持续发展。细菌来源的甘油四醚膜脂化合物（BrGDGTs），由于其分布的广泛性、化学性质的稳定性、以及环境响应的灵敏性，成为21世纪以来全球变化和有机地球化学研究的热点。传统观点认为brGDGTs只产生于陆地环境，然而越来越多的证据表明海洋沉积物中也存在自生来源的brGDGTs。当前研究大多停留在定性区分海洋沉积物中brGDGTs的陆地来源与海洋自生来源，一些重要的问题仍然很少涉及，例如沉积物中海洋自生的brGDGTs是来源于水体浮游细菌还是沉积物底栖细菌的贡献，这直接决定了brGDGTs记录的是表层海洋还是底层海洋的环境信息。因此，对这一关键科学问题的解答有助于准确理解沉积物中自生来源的brGDGTs的环境指示意义，并拓展brGDGTs在海洋学研究中的应用。

本研究通过全球海洋数据的集成资料发现，1.沉积物中自生brGDGTs的母源可能通过增加环化程度和降低甲基化程度去适应低温和偏碱性的海洋环境；2.沉积物与上覆水不同水层颗粒物的brGDGTs组成和指标存在明显差异；3.沉积物中自生brGDGTs的MBT’指标与表层水温不存在任何显著性相关，而是与底层水温呈显著的正相关关系；4.沉积物中自生brGDGTs的环化指标（CBT）呈现宽幅变化；5.沉积物中自生brGDGTs的 ΣIIIa/ΣIIa指标与水深呈显著的正相关关系；6.brGDGTs衍生指标能很好地反映冰期间冰期海洋底层氧化还原状态的变化。

图1：本研究涉及的沉积物站位图。

基于以上结果，研究人员提出了海洋环境中brGDGTs来源的概念模型。海洋环境中共存在三种来源的brGDGTs：陆地来源、海洋水体自生来源与沉积物自生来源。在受陆源物质输入影响显著的近海海域，沉积物中brGDGTs以陆地来源为主，主要反映了陆地的环境信息；而在受陆源物质输入影响微弱的远海海域，沉积物中brGDGTs以沉积物原位自生为主，主要反映了海洋底部沉积物-水界面的环境信息。

研究团队针对过去20年广泛应用的brGDGTs生物标志物，通过全球海洋数据的集成，提出了沉积物中海洋自生brGDGTs主要来自底栖海洋细菌而非上层水浮游细菌、从而可能指示海洋底层环境的新观点，对于拓展这类经典生物标志物指标的古海洋与古气候应用具有积极的意义。

张传伦、林间团队联合培养博士后肖文杰为论文第一作者，肖文杰与上海海洋大学教授许云平为论文共同通讯作者。南科大是论文第一单位。合作者包括张传伦、林间，南科大海洋系硕士研究生曾芝郁，苏黎世联邦理工学院博士张洪瑞等。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后基金、深圳海洋地球古菌组学重点实验室、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）、上海佘山国家野外科学观测站开放基金和河口海岸学国家重点实验室开放基金的资助。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921818122000509 

供稿：海洋科学与工程系

通讯员：颜莎

主图：丘妍

编辑：朱增光