2022-06-24 16:33

气候变化可能会导致人体必需的ω -3脂肪酸急剧减少,这与温度有关

Climate change could lead to a dramatic temperature-l<em></em>inked decrease in essential omega-3 fatty acids, according to new study

全球气候变化的影响已经导致海冰减少、海平面上升加速、热浪持续时间更长、强度更大,以及其他威胁。

现在,首次对全球海洋浮游脂肪的调查预测,与温度相关的必需omega-3脂肪酸的生产减少,omega-3脂肪酸是脂质分子的一个重要子集。

这项调查的一个重要意义是,随着全球变暖的继续,食物网底部的浮游生物产生的omega-3脂肪酸将越来越少,这意味着鱼类和人类可获得的omega-3脂肪酸将越来越少。ω -3脂肪酸是人体不能自行产生的一种必需脂肪,被广泛认为是一种“有益”脂肪,它将食用海鲜与心脏健康联系起来。

根据伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)作者领导的一篇新论文,该调查使用统一的高分辨率精确质谱分析工作流程分析了全球海洋中的930个脂质样本,“揭示了迄今为止未知的海洋浮游脂质组的特征”,这是一个样本中数百到数千种脂质物种的整体。

“通过对十种不同的分子甘油脂类进行研究,我们确定了1151种不同的脂类,发现脂肪酸不饱和(即碳对碳双键的数量)从根本上受温度的限制。“我们预测,必需脂肪酸二十碳五烯酸(EPA)在下个世纪将大幅减少,这可能会对经济关键的渔业产生严重的有害影响,”发表在《科学》杂志上的论文写道,“全球海洋脂质体显示温度和脂质不饱和之间普遍存在关系。”

EPA是最有营养的欧米伽-3脂肪酸之一,对健康有诸多益处,并广泛作为膳食补充剂。“海洋中的脂质影响你的生活,”该期刊文章的合著者、世界卫生组织海洋化学和地球化学系的高级科学家本杰明·范·穆伊说。“我们发现海洋中的脂类成分会随着海洋变暖而改变。这是一个令人担忧的原因。我们需要海洋中的这些脂质,因为它们会影响海洋为人类生产的食物的质量。”

“海洋中的所有生物都必须与水温作斗争。通过这项研究,我们揭示了细胞的一种重要的生化方式,”该期刊文章的主要作者亨利·c·霍尔姆说,他是麻省理工学院-WHOI海洋学/应用海洋科学与工程联合项目的博士生。“这些关于EPA的发现之所以成为可能,是因为我们使用了一种方法,让我们对每个样本中的甘油脂有了非常完整的了解。我们发现,海洋中所有地方的温度都与细胞膜的饱和度有关。”

脂类是生物在生命各个领域产生并用于能量储存、膜结构和信号传递的一类生物分子。它们约占海洋表层浮游生物的10% - 20%,而海洋表层浮游生物的脂质产量和库存都是最大的。几十年来,海洋学家一直使用脂类作为化学和生物过程的生物标志物,对它们的生物地球化学进行了强有力的研究。然而,直到最近,高分辨率质谱和下游分析工具的结合才允许在类似于核酸和蛋白质等其他分子的尺度上对海洋脂类进行全面的无目标评估。

在这项新的调查中,研究人员检查了2013-2018年7次海洋研究航行期间收集的146个地点的浮游脂质的全球尺度质谱数据集。研究人员指出,虽然浮游生物群落的脂质群受到许多环境因素的影响,如营养可利用性,但这篇论文报告了“脂质之间的关系,以及对其组成的最基本控制:温度。”

研究人员用甘油检查了10类主要脂类(即甘油脂类)的饱和状态,发现在这些类中,“温度对脂肪酸物种的相对丰度结构有很大的影响。”此外,研究人员还发现,在较低的温度下,含有更多不饱和脂肪酸的脂类物种会明显转变为在最高温度下完全饱和的物种。

“这些趋势在所有其他甘油脂类以及所有甘油脂类的总聚合脂质体中也很明显,”论文写道。“的确,令人惊讶的是,尽管我们的数据集涵盖了如此多样化和不同的浮游生物群落,从营养枯竭的亚热带环流到高产的南极沿海大陆架,但温度和不饱和之间的关系还是出现了。”

研究人员还发现,二十碳五烯酸(EPA)物种的丰度百分比与温度有很强的关系。为了确定在未来的变暖条件下,EPA成分的上限和下限可能发生怎样的变化,研究人员根据不同的气候情景绘制了世纪末海洋表面温度条件的地图。该论文指出,在SSP5-85气候情景下(该气候情景被认为是持续高温室气体排放的最坏情况),一些海洋地区,尤其是高纬度地区,EPA的含量会比现在急剧下降25%。

范莫伊说,这项研究“是人类活动如何以我们从未预料到的方式扰乱海洋的又一个例子,也是海洋将如何应对气候变暖的不确定性的一个例子。”