全球气候变暖，冰川加速消融，释放出的微生物能否在河流、土壤乃至海洋中“安家落户”，一直是科学家关注的焦点。近日，中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队刘勇勤研究员等通过对挪威斯瓦尔巴群岛冰川-冰川前缘-峡湾连续体的系统研究（图1），揭示了冰川微生物在向海洋传播过程中的“过滤”机制。
研究团队利用宏基因组学技术，构建了309个高质量的微生物基因组，系统追踪了微生物从冰川到海洋的传播路径（图2）。结果发现，冰川微生物在前缘土壤中占据主导地位（占75%），但在峡湾沉积物中仅占14%，而峡湾中83%的微生物为本地特有（图3）。这表明，尽管冰川是下游生态系统的重要微生物“种子库”，但陆-海交界处的环境过滤作用极为强烈，绝大多数冰川微生物无法适应海洋环境。冰川不仅是冰冻的储水库，更是活跃的生物反应器和微生物基因库（图4）。研究发现，冰川和前缘生态系统中微生物的代谢功能高度多样，尤其是在氮循环方面，前缘是反硝化作用的热点区域；而峡湾则以硫氧化过程为主，显示出截然不同的生物地球化学特征。基因层面的分析进一步揭示，冰川微生物拥有更丰富的冷适应基因和复杂碳降解酶基因，体现了其对极端环境的独特适应策略。
这一研究为理解冰川消融对微生物生态系统的深远影响提供了全新视角。随着冰川持续退缩，这些独特的微生物类群及其功能或将不可逆地消失，进而影响北极乃至全球的碳循环和气候反馈机制。
上述研究成果以“Unique microbes released by retreating glaciers are rarely propagated to coastal ecosystems”为题，在国际学术期刊《Communications Earth & Environment》上发表。我所刘克韶副研究员为论文第一作者，刘勇勤研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目（42476269、42330410）和第二次青藏高原综合科学考察研究专项（2024QZKK02010302）联合资助。
原文链接： https://www.nature.com/articles/s43247-026-03399-x
图1 本研究中的采样位点及其地理位置概览
图2 斯瓦尔巴群岛新奥尔松地区冰川、冰川前缘及峡湾生境中宏基因组组装基因组（MAGs）的组成和分布
图3 细菌MAGs在不同生境中的分布。（a）冰尘、冰、溪流、湖泊、土壤及峡湾生境中共有和独有的MAGs数量。（b）追踪源自冰川及冰川前缘的MAGs向下游生境的扩散路径
图4 宏基因组组装基因组（MAGs）参与多种能量获取和生物地球化学途径。 (a) 桑基图图展示了所有细菌MAGs的分类学分类及鉴定出的代谢途径。 (b) 碳循环、(c) 氮循环和(d) 硫循环中涉及的MAGs丰度
