近日，厦门大学高坤山教授课题组在Nature Communications发表题为“Ocean acidification increases the accumulation of toxic phenolic compounds across trophic levels（海洋酸化提高浮游植物有毒苯酚类物质的含量及其食物链效应）”的研究论文，表明浮游植物在海洋酸化条件下细胞内苯酚类含量增加，并产生食物链效应。全文链接：http://www.nature.com/ncomms/2015/151027/ncomms9714/full/ncomms9714.html#affil-auth。该项工作得到了尊龙凯时（项目号41430767,41120164007）及国家海洋局项目的支持。

　　海洋以每小时一百万吨以上的速率从大气中吸收CO₂，缓解全球变暖的同时，也导致海水pH不断下降，引起海洋酸化。该化学环境的变化影响着海洋生物的代谢与生存，然而其影响机理尚不清楚。虽已有不少报道，但争议性强，不确定性大。

　　高坤山团队历时五年，结合多种实验手段，在不同规模培养体系（实验室内、微与中尺度生态系统装置）（图1）中开展了一系列研究，阐明了浮游植物在海洋酸化条件下会增加毒性物质苯酚类的含量，并使得次级生产者浮游动物体内的该类物质也升高，显示了酸化影响的食物链效应。随着海洋酸化的进一步加剧，食物链能量与物质的传递甚至于海产品的质量等，可能都会受到影响。

　　该团队研究发现钙化浮游植物在两种CO₂浓度条件下（对照组:395ppmv;酸化组：1000 ppmv）蛋白表达有明显差异。根据蛋白种类的变化，建立了如下科学假设：酸化促进该藻类β-氧化、柠檬酸循环、糖酵解等代谢途径（图2），会使得细胞内苯酚类（毒性物质）含量升高，并产生食物链效应。为验证该设想，该团队通过微（30升）和中尺度（4000升）生态系统装置与设施，进一步发现浮游植物群落苯酚类物质含量和呼吸速率，与对照组相比，在酸化条件下，分别增加了46%-212%（图3A,B）和130-160%。在此基础上，将微、中尺度生态系统中生长的浮游植物喂食浮游动物，发现浮游动物体内苯酚类物质含量也明显升高，增加了28-48%（图3C,D），表明以上理论假设成立。

　　图1：该研究所采用的不同规模的培养体系（实验室、微与中尺度生态系统装置）。

　　图2：海洋酸化诱导钙化浮游植物细胞内上调（红色）或下调（绿色）的代谢途径。以中尺度生态系统实验的结果也表明，浮游植物上调了β-氧化、柠檬酸循环、糖酵解等代谢途径，以增加应对酸性胁迫所需要的能量。

　　图3：微（30升，图A,C）和中尺度（4吨，图B,D）生态系统装置与设施中，浮游植物群落（图A,B）细胞内与浮游动物（图C,D）体内的苯酚类物质含量变化。