Vědci objevují nová fakta o barevné organické hmotě v hlubokých oceánech

May 26, 2017 Bylo zjištěno, že hlavní příčinou toho jsou pikokyanobakterie

Asi polovina atmosférického oxidu uhličitého je fixována oceány fytoplankton, hlavně pikocyanobakterie, prostřednictvím fotosyntézy.

Pikokyanobakterie jsou jednobuněčné mikroorganismy, které jsou široce rozšířeny ve sladkovodním a mořském prostředí. Velká část biologicky fixovaného uhlíku je tvořena těmito fytoplanktonem na mořské hladině a poté transportována do hlubin oceánu. Stále však není jasné, jak zbarvená rozpuštěná organická hmota (která pochází z rostlinných úlomků na souši nebo v moři) skončí v hlubinách oceánu.

"Stále jsme na začátku pochopení mořského uhlíkového cyklu," řekl Michael Gonsior, chemik z University of Maryland Center for Environmental Science (UMCES). Dodal, že zdroje konkrétních chemikálií v oceánu nebyly dosud dobře definovány, protože se jednalo o rozsáhlý a složitý systém.

V hlubinách oceánu vykazuje rozpuštěná organická hmota fluorescenční signál podobný fluorescenci podobné huminové fluorescenci v řece nebo potoce. Mnoho vědců předpokládalo, že tento materiál je odvozen z řek a potoků, které jej odnášejí ze země do oceánu. Existuje však stále více důkazů, že existují mořské zdroje tohoto materiálu, což může vysvětlit většinu tohoto barevného materiálu nalezeného v hlubinách oceánu.

Výzkumníci UMCES Gonsior a Feng Chen udělali první krok k charakterizaci organické hmoty uvolňované z mořských pikokyanobakterií.

"Naším původním plánem bylo pochopit osud organického uhlíku uvolněného při virové lýze pikokyanobakterií," řekl Chen, molekulární biolog.

Poprvé prokázali, že kultivované pikokyanobakterie – Synechococcus a Prochlorococcus – uvolňují fluorescenční složky, které se velmi podobají těmto typickým fluorescenčním signálům vyskytujícím se v oceánském prostředí.

Jak Synechococus, tak Prochlorocccos jsou nejvíce hojné fixátory uhlíku v oceánu. Předpokládá se, že počet pikokyanobakterií, které preferují vyšší teploty, se může do konce století zvýšit o 10 až 20 procent, pokud bude oteplování oceánů pokračovat.

"Když se plavíte po modrém oceánu, pracuje tam spousta pikokyanbakterií. Ty přeměňují oxid uhličitý na organický uhlík a jsou pravděpodobně zodpovědné za část barvy hlubokého oceánu pocházející z organické hmoty," řekl Gonsior.

Gonsior a Chen studovali kmen Synechococus a narazili na objev. Plánovali změřit osud rozpuštěné organické hmoty zkoumáním molekulárního složení pomocí nejmodernější hmotnostní spektrometrie provedené ve spolupráci s profesorem Philippem Schmittem-Kopplinem v Helmholtzově centru pro environmentální zdraví v Mnichově v Německu.

Mnoho biologických sloučenin září při vzrušení světlem. Gonsior provedl optické analýzy, které měřily absorbanci a fluorescenci.

"Když jsem viděl první fluorescenční měření těchto vzorků, bylo velmi jasné, co se děje. Zjistili jsme, že ty pikocyanobakterie uvolňují fluorescenční organickou hmotu, která napodobuje to, co vidíme v hlubinách oceánu, ale také v řekách a potocích,“ řekl Gonsior.

"Pro mě je to vzrušující, protože máte v oceánu tak hojné fotosyntetické sinice. Víme to už dlouho, ale nikdo nenašel spojení mezi pikokyanobakteriemi a fluorescenční rozpuštěnou organickou hmotou," řekl Chen.

Zdroj informací