地中海波西多尼亚海洋草的郁郁葱葱的草地。马克斯普朗克海洋微生物研究所的科学家预测，他们的发现与许多海洋环境有关，包括其他海草物种，红树林和盐沼。
图片来源：HyDRA Marine Sciences GmbH
海中的甜蜜点：海草草甸下的糖山
海草床是水下绿洲。现在，科学家们在海草草甸下发现了大量的糖。这为植物如何在海洋中储存碳提供了新的视角。
海草在世界各地的许多沿海地区形成郁郁葱葱的绿色草地。这些海洋植物是地球上最有效的全球碳汇之一：一平方公里的海草储存的碳几乎是陆地森林的两倍，速度是陆地森林的35倍。现在，来自德国不来梅马克斯普朗克海洋微生物研究所的科学家发现，海草将大量的糖释放到它们的土壤中，即所谓的根际。海草下方的糖浓度至少是以前在海洋环境中测量的80倍。
“从这个角度来看：我们估计全世界有0.6至130万吨糖，主要以蔗糖的形式，在海草根际，”马克斯普朗克海洋微生物研究所代谢相互作用研究小组负责人Manuel Liebeke解释说。这大致相当于320亿罐可乐中的糖量！”
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外观美观，难以采样：测量海水中的蔗糖和多酚等代谢物很困难。来自不来梅马克斯普朗克海洋微生物研究所的科学家不得不开发一种特殊的方法来处理海水中的大量盐，这使得代谢物的测量变得如此困难。图片来源：HyDRA Marine Sciences GmbH
多酚阻止微生物食用糖
微生物喜欢糖：它易于消化，充满活力。那么，为什么蔗糖没有被海草根际中庞大的微生物群落所消耗呢？“我们花了很长时间试图弄清楚这一点，”第一作者Maggie Sogin说，她领导了意大利厄尔巴岛和马克斯普朗克海洋微生物研究所的研究。
“这大致相当于320亿罐可乐中的糖量！”
“我们意识到，海草和许多其他植物一样，会将酚类化合物释放到沉积物中。红酒，咖啡和水果都富含酚类物质，许多人将它们作为保健品。鲜为人知的是，酚类物质是抗菌剂，可抑制大多数微生物的新陈代谢。“在我们的实验中，我们将从海草中分离出的酚类物质添加到海草根际中的微生物中-事实上，与没有酚类物质时相比，摄入的蔗糖要少得多。
一些专家在海草根际的糖中茁壮成长
为什么海草会产生如此大量的糖，然后才将它们倾倒到根际中？马克斯普朗克海洋微生物研究所所长Nicole Dubilier解释说：“海草在光合作用过程中产生糖。在平均光照条件下，这些植物使用它们产生的大部分糖来促进自身的新陈代谢和生长。但在高光照条件下，例如在中午或夏季，植物产生的糖分比它们可以使用或储存的糖更多。然后，它们将多余的蔗糖释放到根际中。把它想象成一个溢流阀。
Manuel Liebeke和Nicole Dubilier在实验室。图片来源：Achim Multhaupt
有趣的是，尽管条件具有挑战性，但一小群微生物专家能够在蔗糖上茁壮成长。Sogin推测，这些蔗糖专家不仅能够消化蔗糖和降解酚类物质，而且可以通过产生生长所需的营养物质（如氮）为海草提供益处。“植物和根际微生物之间的这种有益关系在陆地植物中是众所周知的，但我们才刚刚开始了解海草与海洋根际微生物的亲密而复杂的相互作用，”她补充道。
濒危和重要栖息地
海草草甸是我们星球上最受威胁的栖息地之一。“看看当海草群落被摧毁时，有多少蓝碳-即世界海洋和沿海生态系统捕获的碳-会损失，我们的研究清楚地表明：不仅是海草本身，而且活海草下面的大量蔗糖会导致储存碳的损失。我们的计算表明，如果海草根际中的蔗糖被微生物降解，至少154万吨二氧化碳将被释放到全球大气中，“Liebeke说。“这大致相当于33万辆汽车一年排放的二氧化碳量。
所有海洋的海草都在迅速减少，据估计，一些地方的年损失高达7%，与珊瑚礁和热带雨林的损失相当。世界上多达三分之一的海草可能已经消失。“我们对海草的了解不如我们对陆地栖息地的了解那么多，”Sogin强调说。“我们的研究有助于我们了解地球上最重要的沿海栖息地之一，并强调了保护这些蓝碳生态系统的重要性。