在冰藻中发现的惊人数量对所有北极海洋生物都是必不可少的

去年夏天，我们乘坐一艘研究船前往位于弗拉姆海峡东部(挪威斯瓦尔巴群岛以西)的偏远北极豪斯加滕天文台区。我们在那里收集的样本包括冰芯、海水和来自称为浮冰的大包浮冰的冰藻。它们在北冰洋形成1-2米厚的海冰“板块”，其中一些在夏季融化。

藻类生长在这些浮冰的底部。Melosira arctica因其粘稠，粘稠和绿色的性质而被昵称为“鼻涕” - 是北冰洋的主要藻类物种之一。它是北极食物网和整个海洋生物中必不可少的生物。

这些冰藻为北极的浮游生物和各种其他海洋生物提供营养。藻类还充当生活在海底的生物的食物传送带。随着冰的融化，藻类分离并沉入底部，在那里它们被海参和脆星等动物吃掉。

冰藻也是一个碳汇，利用来自大气的二氧化碳和来自太阳的光能通过光合作用产生有机物——这一过程在生态学中被称为“初级生产”。2012年，这些藻类占北极初级产量的45%。

但现在我们发现北极冰藻含有微塑料。这本身可能并不奇怪：迄今为止，在地球上调查的每个环境中都发现了塑料。但我们发现的数量令人吃惊。

我们发现每立方米Melosira arctica平均有31，000个微塑料颗粒 - 比周围水中记录的要高十倍。这些颗粒中的大多数非常小(小于10微米)，并且包括许多不同类型的塑料。冰藻的污染可能对生态系统和气候产生重大影响。

通往海底的电梯

这些颗粒可能来自周围的海水，支撑海冰(当海冰形成时被困住，或者来自液体和颗粒在冰融化时通过冰的运动)，或来自沉积在冰和海面上的大气微塑料。虽然海冰藻吸收这些微塑料的过程尚不清楚，但很明显，它们在“收集”这些小塑料颗粒方面非常有效。

在我们早期的研究中，我们感到困惑的是，北极海底最大量的微塑料总是在冰边的海冰融化区下面发现，即使在深海沉积物中也是如此。Melosira团块从海洋和冰面到海床的运动有助于解释原因。

藻团下降的速度意味着它们几乎在冰边缘下方直线上迅速下降。其他藻类，变成“海洋雪”(一个用于缓慢漂移到海底的有机物质的术语)，下降得要慢得多。它们在下降时经常被吃掉，也被水流推到一边，所以沉到离冰边更远的海底。

为什么这是一个问题?

梅洛西拉为重要的北极海底和海洋生态系统提供食物。它位于食物链的底部，这意味着微塑料有通过海洋食物网向上传递的风险。

这种威胁在我们研究的地区尤其严重，因为Melosira采样甚至收集了非常小的微塑料。较小的微塑料颗粒更有可能跨细胞膜转移。

研究发现，微塑料及其相关化学物质可以改变浮游生物和鱼类等海洋物种的生长、功能和繁殖。对北极或深海物种进行实验极其困难，因为复制其环境条件存在挑战。然而，一项实验室研究发现，微塑料暴露导致北极浮游动物的产卵率增加了八倍——这种反应可能是压力的结果。

微塑料污染对梅洛西拉本身的影响尚不清楚。但微塑料有可能改变梅洛西拉的丰度、寿命和健康。

粘在藻类外部的微塑料可以通过阻挡阳光来降低光合作用速率。如果颗粒进入藻类细胞，那么它们可能会损坏发生光合作用的细胞部分(称为叶绿体)，因此也会阻碍这一过程。这可能会影响Melosira从空中或海洋向海底输出碳，从而改变这一重要的北极碳汇背后的过程。

北极冰藻正在收集大量的微塑料 - 这是一个以前未知的热点。但我们的发现可能只是“冰山一角”。他们应该加快关于北极海冰藻类中微塑料对这些重要藻类所支持的生态系统的重要性和潜在影响的对话。