人类发现数千年来影响了湖泊中蓝绿藻的生长

近年来，越来越多的报道称，由于气候变暖和养分输入增加，夏季有毒蓝绿藻大量繁殖，甚至在德国的湖泊也是如此。但自公元前2000年左右的青铜时代以来，人类就对蓝藻的发展产生了影响

这是德国地球科学研究中心GFZ的研究人员及其同事在《通讯生物学》杂志上发表的一项研究的发现。由于一些蓝绿藻(也称为蓝细菌)由于体积小而不会在沉积物中留下可见的化石痕迹，因此人们对它们在过去几个世纪和数千年中如何在我们的湖泊中进化知之甚少。

利用沉积物中的DNA，研究人员现在首次破译了德国梅克伦堡湖泊沉积物中蓝绿藻过去11,000年的历史。

背景：蓝绿藻及其繁殖

近几十年来，蓝绿藻在许多水域中大量繁殖。原因是人为的：增加养分输入和全球变暖。一些蓝绿藻类有毒，因此在沐浴水中大量繁殖甚至会危害健康。如果接触到皮肤，它们会引起过敏，或者在小伤口的情况下会引起感染，而且，如果它们进入饮用水，在极端情况下甚至会导致肝癌。

众所周知，蓝藻是已知最古老的进行光合作用的生物之一。今天的陆地植物最终继承了蓝藻产生氧气和固定二氧化碳的能力。蓝藻还有另一种能力，可以将它们与其他藻类区分开来。它们可以从大气中吸收氮并将其用作养分。这种能力是蓝藻以其他水生生物为代价增殖的原因之一，这些水生生物正日益被取代。

DNA作为追踪蓝绿藻的关键

例如，与硅藻不同的是，大多数蓝绿藻不会在沉积物中留下化石痕迹，因此无法进行广泛的分类分化为不同的物种。因此，人们很少知道我们湖泊中的蓝绿藻在几千年的时间里是如何进化的。

“然而，现在新方法可以检测沉积物中各种生物的DNA，这使我们能够破译这些蓝藻的历史，”新研究的主要作者、GFZ德国地球科学研究中心的EbukaNwosu解释道。这项涉及其他合作伙伴的工作是作为EbukaNwosu博士论文的一部分进行的。

它由GFZ地质微生物学组组长、波茨坦大学教授SusanneLiebner和GFZ气候动力学和景观发展组组长、波茨坦大学教授AchimBrauer监督。

在这项研究中，研究人员选择了德国梅克伦堡-西波美拉尼亚Nossentiner-SchwinzerHeide自然公园湖泊中的沉积物。“我们非常了解TieferSee湖，并对其沉积物进行了非常精确的年代测定，因为它多年来一直是德国地球科学研究中心TERENO湖泊监测计划的一部分，”AchimBrauer在解释选择该湖时说。

在这项研究中，在11米长的沉积岩芯上测定了沉积蓝藻DNA，然后分析了蓝绿藻物种的数量和组成及其多样性。

几千年来蓝绿藻的进化：人类的特殊影响

通过这种方式，研究人员能够证明蓝绿藻已经存在于11,000年前所研究的最古老样本中，即在湖泊形成后不久。然而，物种的数量和多样性非常低，蓝藻可能没有在湖泊生态系统中发挥特殊作用。

这几千年来都没有改变。只有在公元前2000年左右在湖附近发现第一个青铜时代墓葬发现后，蓝藻的数量和物种群落才显着增加。“这表明即使是早期文化也通过农业活动对湖泊的营养平衡产生了影响，”EbukaNwosu说。

随后，这些初始变化之前的自然状态再也没有恢复。相反，在随后的每个定居阶段，尤其是在温暖的气候条件下，蓝绿藻及其物种群落在蒂弗湖继续增殖。

自从工业化农业开始大量增加氮素输入以来，这种发展速度更快了。“然而，这些发展的条件比我们之前假设的要早得多，”SusanneLiebner说。她补充说，未来越来越暖和的夏季可能会进一步促进由营养引起的蓝绿藻的增加。

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