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警民联手救助国家二级保护野生动物凤头鹰
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发布时间2025-10-31 00:07:15
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更新时间2025-11-06 17:23:10
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作者中国科学杂志社 NSR 国家科学评论
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来源中国生物志库
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阅读量20
近日，北京大学与中国科学院水生生物研究所联合团队在《国家科学评论》（National Science Review，NSR）发表了题为“Nonlinear Frequency Doubling Up-conversion in Sulfide Minerals Enables Deep-sea Oxygenic Photosynthesis”的研究论文。
该研究首次揭示了深海热液喷口硫化物矿物可通过非线性光学倍频效应，将热红外辐射有效转换为可见光，为深海蓝细菌的产氧光合作用提供关键能量来源（图1）。这一发现突破了光合作用仅依赖太阳光的传统认知，开启了探索海底黑暗生态系统中产氧光合作用研究的序幕。
光是生命活动的能量之源，地球生命依赖太阳光生存和繁衍。传统观点认为，光合作用仅限于阳光可及的地表及海洋透光层，而在阳光无法抵达的深海不可能发生光合作用，其生态系统应完全依赖化能自养微生物维持。然而，近年来的深海探测发现，某些热液喷口附近存在异常的蓝绿光辐射，其强度远超黑体辐射的理论上限。这一现象挑战了现有认知，成为深海科学的未解之谜。
研究团队通过对全球163个海底热液喷口样本（涵盖活跃喷口、休眠喷口、浅水喷口、氧化过渡带等多种类型）宏基因组学测序结果进行分析，发现部分远在透光层深度之下的海底高温热液喷口样本含有完整的蓝细菌产氧光合功能基因簇（包括光系统I、光系统II、细胞色素b6f复合体、电子传递链及藻胆蛋白等可见光捕获系统）（图2）。通过与大洋远离热液喷口的深层水体宏基因组数据对比分析，排除了海洋上层微生物沉降作用干扰与远红光利用的可能性，指示了深海高温热液喷口生态位中存在蓝细菌可利用的、持续的可见光源。近日，北京大学与中国科学院水生生物研究所联合团队在《国家科学评论》（National
Science Review，NSR）发表了题为“Nonlinear Frequency Doubling Up-conversion in Sulfide Minerals Enables Deep-sea Oxygenic
Photosynthesis”的研究论文。
该研究首次揭示了深海热液喷口硫化物矿物可通过非线性光学倍频效应，将热红外辐射有效转换为可见光，为深海蓝细菌的产氧光合作用提供关键能量来源（图1）。这一发现突破了光合作用仅依赖太阳光的传统认知，开启了探索海底黑暗生态系统中产氧光合作用研究的序幕。
