气候变化可能导致必需的欧米茄-3脂肪酸的温度急剧下降

马萨诸塞州伍兹霍尔-全球气候变化的影响已经导致海冰的流失、海平面的加速上升、更长更强烈的热浪以及其他威胁。
1 j, Y9 k( y. @现在，首次对全球海洋中的浮游脂类进行的调查预测，必需的ω-3脂肪酸（脂类分子的一个重要子集）的产量会因温度而减少。
/ h# _, s0 e4 w  k6 G调查的一个重要含义是，随着全球变暖的加剧，浮游生物在食物网底部产生的欧米茄-3脂肪酸将越来越少，这意味着鱼类和人类可获得的欧米茄3脂肪酸将减少。Omega-3脂肪酸是人体无法自行产生的一种必需脂肪，被广泛认为是一种将海鲜消费与心脏健康联系起来的“好”脂肪。
这项调查使用统一的高分辨率精确质谱分析工作流程分析了全球海洋中的930个脂质样本，“揭示了海洋浮游脂质的迄今未知特征”，根据一项新的研究，这是一个样本中数百至数千种脂质的全部纸张由伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的作者领导。
“聚焦于十种分子多样的甘油脂类，我们鉴定了1151种不同的脂质种类，发现脂肪酸不饱和度（即碳-碳双键的数量）基本上受到温度的限制。我们预测必需脂肪酸二十碳五烯酸（EPA）的显着下降。”《全球海洋脂质显示出温度和脂质不饱和度之间的普遍关系》发表在科学.
6 I6 G% ?( ^# ^/ J. `' F/ q& yEPA是最有营养的欧米茄-3脂肪酸之一，与许多健康益处相关，并且作为膳食补充剂广泛可用。
2 g6 s# r$ D3 f  [“海洋中的脂质会影响你的生活，”期刊文章合著者说本杰明·范穆伊，WHOI海洋化学和地球化学系高级科学家。“我们发现，随着海洋变暖，海洋中脂质的组成将发生变化。这是一个令人担忧的原因。我们需要海洋中的脂质，因为它们会影响海洋为人类生产的食物的质量。”
该期刊文章的主要作者表示：“海洋中的所有生物都必须与水温抗争。通过这项研究，我们揭示了细胞在这方面的一种重要生化方式。”亨利·C·霍尔姆，麻省理工学院（MIT）-世界卫生组织海洋学/应用海洋科学与工程联合项目的博士生。“EPA的这些发现是通过使用一种方法得以实现的，这种方法可以让我们对每个样本中的脑磷脂有一个非常完整的了解。我们发现，无论我们在海洋中看到什么地方，温度都与细胞膜的饱和程度有关。”

                               
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2021，本杰明·范·穆伊（Benjamin Van Mooy）（左）和亨利·霍尔姆（Henry Holm）在奋进号（Endeavor）的甲板上，在一次调查浮游生物产生的脂质的巡游中，讨论了采样策略。图片来源：Helen Fredricks/©Woods Hole海洋学研究所
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脂质是一类生物分子，由生命各个领域的生物生产和使用，用于能量储存、膜结构和信号传导。它们占表层海洋浮游生物的10-20%，那里的脂质产量和库存最多。几十年来，海洋学家一直使用脂质作为化学和生物过程的生物标志物，并对其生物地球化学进行了强有力的研究。然而，直到最近，高分辨率质谱和下游分析工具的结合才允许在类似于核酸和蛋白质等其他分子调查的规模上对海洋脂质进行全面的无目标评估。
5 W0 W' H+ |( E- \  j, Y' w在这项新的调查中，研究人员检查了2013-2018年7次海洋研究巡航期间收集的146个地点的浮游油脂的全球范围质谱数据集。研究人员注意到，尽管浮游生物群落脂质受到多种环境因素的影响，如营养物质的可用性，但该论文报告了“脂质之间的关系以及对其组成的最基本控制：温度”
6 g8 I. c( \; K研究人员用甘油（即甘油脂）检查了10种主要类脂的饱和状态，发现在这些类脂中，“温度对脂肪酸种类的相对丰度有很大影响。”此外，研究人员发现，在较冷的温度下，含较多不饱和脂肪酸的脂类物质明显向最热的温度下的完全饱和物质过渡。
$ A! I& Y  \5 r1 ?7 J6 o. G+ p# C3 ~论文指出：“这些趋势在所有其他甘油类以及所有甘油类的总聚集脂质中也很明显。”。“事实上，令人惊讶的是，温度和不饱和度之间的关系出现在我们的数据集中，尽管涵盖了从营养耗尽的亚热带环流到高产的南极海岸架等多种不同的浮游生物群落。”
0 ?5 F3 `1 g" A研究人员还发现，二十碳五烯酸（EPA）物种的丰度百分比与温度有很强的关系。为了确定EPA组成的上限和下限在未来变暖条件下可能如何变化，研究人员使用本世纪末不同气候情景下的海面温度条件绘制了地图。该论文指出，在SSP5-85气候情景下，一些海洋地区，特别是高纬度地区的温室气体排放量与目前相比大幅减少了环境保护署的-25%。
4 y; I. C8 E% n范穆伊表示，这项研究“是人类活动如何以我们从未预料到的方式干扰海洋，以及海洋如何应对变暖的不确定性的又一个例子”
这项工作得到了国家科学基金会、戈登和贝蒂·摩尔基金会海洋微生物倡议部以及西蒙斯基金会的资助。
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$ t8 c6 a8 L5 U! v作者：亨利·C·霍尔姆1, 2，海伦·F·弗雷德里克斯1.，Shavonna M.Bent1, 2，丹尼尔·P·洛温斯坦1, 2，贾斯汀·奥索林斯基1.，凯文·W·贝克尔1.,†,威尼弗莱德·约翰逊1,2‡，Kharis Schrage1, 2和Benjamin A.S.Van Mooy1*
% d. a! Q  o9 F从属关系：
1.美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所海洋化学和地球化学系
  {7 e6 o  E" k" z5 D: s2.MIT-WHOI海洋学/应用海洋科学联合计划；工程，美国马萨诸塞州剑桥
†现在的地址：德国基尔GEOMAR Helmholtz海洋研究中心。
‡目前地址：美国北卡罗来纳州威尔明顿北卡罗来纳大学化学与生物化学系
- Q3 z2 l, n& ]2 w9 x( p7 h# s- P*通讯作者
 

关于伍兹霍尔海洋研究所
& t+ o  p1 c2 K1 T伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一家私营非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。成立于1930年，其主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的完美结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究和勘探领域最值得信赖和技术最先进的领导者之一。WHOI以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，运营着世界上最广泛的一套数据收集平台。顶尖的科学家、工程师和学生在全球范围内合作开展了800多个并行项目，跨越了知识和可能性的界限。有关更多信息，请访问www.52ocean.cn