北极海藻极夜后对光的短期响应：揭示褐藻Alaria esculenta与Saccharina latissima的早春光合适应策略

随着北极春季冰盖消退导致光照提前2个月，西班牙马拉加大学团队通过分析极夜末期采集的褐藻Alaria esculenta和Saccharina latissima，发现新组织在弱光下可启动生长（Fv /Fm 和ETRm 提升），且新组织硝酸盐储存量达旧组织3-5倍。该研究首次揭示北极海藻通过组织分化策略适应气候变暖下的光照变化，为预测北极生态系统碳氮循环提供关键数据。

　　

北极地区正经历着全球变暖的放大效应，冬季海冰覆盖的急剧减少导致光照条件发生历史性改变——原本持续到5月的冰层如今在早春便已消失，使得阳光能够提前两个月穿透水体。这种变化对依赖季节性光照周期的北极大型藻类群落构成双重挑战：一方面，冬季温度升高可能加速储存碳的消耗；另一方面，提前的光照能否被有效利用尚属未知。西班牙马拉加大学联合德国极地研究所的团队选择北极典型褐藻Alaria esculenta和Saccharina latissima为研究对象，通过极夜末期（2月初）的野外采样与实验室模拟，首次系统揭示了这些"气候变暖赢家"物种的光合激活策略与组织分化机制。

研究团队从斯瓦尔巴群岛Kongsfjorden的4-6米深处采集健康藻体，在200L培养系统中设置弱光（5-10 μmol photons m^-2
s^-1
）与黑暗对照。关键技术包括：光合参数测量（脉冲振幅调制荧光仪PAM测定F_v
/F_m
和ETR_m
）、生化组分分析（高效液相色谱测定色素、元素分析仪测定C:N:P）、硝酸盐含量检测（毛细管电泳）以及稳定同位素比值质谱（?¹³
C）。

【植物收集与维护】章节显示，所有A. esculenta样本均呈现新旧组织共存特征，新组织在极夜末期无光条件下形成，长度占比达30-50%，这种自发组织更新现象在自然种群中属首次报道。

【结果】部分揭示：1）光合响应差异：A. esculenta新组织在光照1小时内F_v
/F_m
（光系统II最大量子产额）即显著提升，而S. latissima和旧组织则表现为ETR_m
（最大电子传递速率）增加；2）硝酸盐储存：新组织硝酸盐含量达旧组织3-5倍，但叶绿素a含量低40%；3）碳代谢：S. latissima通过降低?¹³
C值激活碳浓缩机制（CCM），而A. esculenta则优先调动碳水化合物储备。

【讨论】指出这种"新旧组织功能分工"策略具有进化意义：新组织作为"代谢先锋"高效利用早期光照，而旧组织则充当"营养仓库"。研究证实北极褐藻已具备适应新光照格局的生理弹性，其提前启动的生长季可能改变北极沿岸生态系统的物质循环节律。该成果为预测气候变暖下北极初级生产力变化提供了关键生理学参数，论文发表于《Marine Environmental Research》。