氮对地球上的所有生命都是必不可少的。然而，在全球海洋中，这种元素是稀缺的，因此氮的可用性对于海洋生物的生长至关重要。在海水中发现的一些细菌可以将氮气 (N2) 转化为氨气(称为 N2 固定)，从而为海洋食物网提供氮气。
怎么可能？
多年来，以海水中溶解有机物为生的细菌是否以及如何进行 N2 固定一直困扰着科学家们。据推测，海洋水体中高含量的氧气与少量溶解的有机物相结合，会阻止厌氧和耗能的 N2 固定。
早在 1980 年代就有人提出聚集体，即所谓的“海洋雪颗粒”，可能是固定 N2 的合适地点，但这从未得到证实。
到现在..
在一项新研究中，哥本哈根大学的研究人员通过使用数学模型证明，微生物对氮的固定可以发生在海洋浮游生物中这些活的和死的生物体的聚集体上。该研究刚刚发表在《自然通讯》杂志上。
海洋雪
海洋雪由来自水体中不同生物的碎片组成。
图为马尾藻海的海雪。照片：L.黎曼
“我们的工作花了将近两年的时间，但绝对值得付出努力，因为结果是一个相当大的突破。与我们在 DTU Aqua 和美国海洋生物中心的研究合作者密切合作，我们设法创建了一个模拟海洋雪颗粒条件的模型。通过该模型，我们展示了海洋颗粒可以被细菌密集定植。细菌的这种生长导致广泛的呼吸作用，导致颗粒上的氧浓度低，最终允许 N2 的厌氧过程固定，“哥本哈根大学生物系的第一作者和博士后解释说，Subhendu Chakraborty。
通过他们的模型，研究人员还可以显示海水中 N2 固定的深度分布。他们发现，除其他外，N2 的固定取决于海洋雪颗粒的大小、密度和下沉速度。此外，他们证明他们的建模速率与在海水中测量的实际速率相当。
海水取样器
海水样本通常是用连接在所谓的玫瑰花结上的瓶子采集的，如图所示。照片：L.asse 黎曼
“这种比较让我们对模型充满信心，”通讯作者、生物学系教授 Lasse Riemann 说。他继续说道：“我们为我们的研究感到非常自豪，因为它首次解释了海洋-雪相关的 N2 固定是如何发生的。此外，结果表明这一过程对全球海洋氮循环很重要，从而对浮游生物的生长和生产力。”
研究人员希望他们的研究能够激发未来关于海洋颗粒微生物生命的工作，因为它在海洋中许多营养物质的循环中似乎起着关键作用。
