极地之旅

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自某一天我读过Arwyn的博文后就再也没有停下来过！他曾经晒出自己大学课程的研究结果，关于为什么薰衣草等常用精油的杀菌效果居然比漂白剂等有毒化学物质更好。多么令人震惊的结果！后来我与他取得联系，经过一段时间后，慢慢了解到他在做的更厉害的事情：北极冰雪地区微生物与全球气候变暖相关性的研究。

我问了他一些的问题，得到如下回答。

1、向MOBIO介绍下你的课题吧

我的研究主要方向是微生物与冰川系统互作。这个夏天我们的团队非常忙碌，忙着做斯瓦尔巴特群岛、加拿大北极圈、格陵兰岛、瑞典北极圈和欧洲阿尔卑斯山脉的项目。目前我们正集中精力对英国皇家学会赞助的格陵兰岛项目进行研究。该项目旨在了解格陵兰冰原表面微生物群落结构随着时空的改变会发生怎样的变化。我现在在一个由Dark Snow Project运营的科学营与两位合作伙伴一起收集样品、做实验。他们分别是，Aberystwyth大学的Tristram Irvine-Fynn博士和Derby大学的Joseph Cook博士。

2、这项目为什么那么重要

不久前科学家们还在认为冰川和冰原是不利于生物生存的极端环境。现在我们知道微生物在冰川和冰原表面、里面或者下面是很丰富、活跃甚至多种多样的。冰川系统中微生物种类很广泛却少被探究，而它们在冰川和冰原的演变过程中却扮演着非常关键的角色(DOI: 10.1002/wat2.1029)。最近我们发表了一些关于冰原表层微生物丰度的文章(e.g. DOI: 10.1002/cyto.a.22411)。大众似乎习惯于用国际标准单位多少个"曼哈顿"来直观地衡量冰川所受灾害程度。我计算过，一曼哈顿大小的冰川，其表面数米厚冰雪所生活的微生物数量，可相当于整个曼哈顿市人口的体细胞的总和。而我们仅仅是从大约10年前才逐渐意识到这些地方也存在着生命。

另一方面，冰川的溶解不只会导致海平面上升，还产生生态问题。冰层表面微生物的栖息环境容易受气候变化的影响并产生放大效应。冰川表面的生物薄膜和聚合物，例如冰尘和冰生或雪生藻类，会使冰变黑，减少反射，从而促进冰川溶解。在漫长的相互作用过程中，微生物会对冰川和格陵兰冰原表层的溶解表现出强大的生物反馈作用。我们可以从卫星观测图上看到低反射的黑色区域正在快速溶解。而当亲自置身这些地方的时候，你会发现这些区域被冰尘生态所覆盖，并且变黑也是由冰尘中微生物产生的腐殖质堆积导致的。

3、这会有哪些潜在影响呢？

希望我们的项目对绘制微生物群落结构随时空变迁产生的变化图谱会有所帮助，尤其是在理清种群结构与冰川融化之间的关系方面。尽管上面提到我们研究目的是微生物怎样导致冰溶的，但微生物如何对冰溶做出反馈也我们研究的另一重要方面。2012，短短数天内，格陵兰冰原97%的冰雪发生融化？。基于之前对Svalbard冰川的研究，我预测(doi:10.1038/ismej.2013.51)某些微生物种群会对冰溶做出反应，有了可利用的液态水和盐分，格陵兰冰原上会爆发性形成覆盖面积巨大但存在时间较短的微生物群。实际上这是件非常重大的事情，但由于它发生在看不见的微生物界，两年后我们仍不知道它发生到底有没有发生。上周六我们有幸从内陆带回来一些样品，以研究其微生物在应对以往冰溶期的过程中是否发生了群落结构变化。我已经迫不及待想把这批样品尽快送回位于Aberystwyth的实验室了

4、你的研究对公众来说有什么重要意义？

我的团队对微生物与表层冰层互作研究怀有浓厚兴趣。对我们来说，一开始只是出于学术追求，但现在因为生物与冰溶之间的相互作用，这个课题已经被赋予了更广泛的意义。我们都知道，当气候变暖时，地球冰川和冰原溶解会导致海平面上升。影响遍及世界各地的人，比如居住在沿海低洼地区的人将面临遭受洪水的风险，数以百万计的人依赖冰川融化补给水资源，还有其它靠生长在这些地区农作物为食的人。越来越多的证据显示微生物代谢很大程度上加速了表层冰的融化，所以我们的工作虽小，但对认识冰融对我们生活会造成什么样的影响，很重要。

5、MO BIO是怎样帮助到你们的？

我使用MOBIO的试剂盒来提取环境样品的核酸差不多有十多年了，提取过上千份样品，包括各种类型的土壤、沉积物、生物薄膜、河水、冰融水、积雪、空气乃至冰尘这种因生物丰度非常低且富含腐殖质等PCR抑制因子的典型的极具挑战性的样本，其中提取失败的总共不过六、七份！是MOBIO的试剂盒使得环境样品的核酸更容易获得了。

其次，我们正日渐面临一场我将其称之为"现代冰川生物学启蒙"的挑战——到处都是冰块，而且还不是冻成一整块的！我们工作的环境很偏僻，根本不可能有超低温冰箱。在此用液氮或干冰是不切实际的。然而，保护好能代表采样瞬间微生物群落结构的高质量核酸对我们来说非常重要。土壤保护液等稳定试剂帮了我们很大忙。

Arwyn，你不是在开玩笑吧？我们的地球得感谢你，感谢你的研究，感谢你这份对工作的热情！对了，还要恭喜你最近赢了微生物组学奖，也祝愿科学界明日之星的你们再接再厉！

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