دانشمندان حقایق جدیدی در مورد مواد آلی رنگی در اعماق اقیانوس کشف کردند

May 26, 2017 پیکوسیانوباکتری ها عامل اصلی آن هستند

تقریبا نیمی از دی اکسید کربن اتمسفر توسط اقیانوس ها تثبیت می شود فیتوپلانکتون ها، عمدتاً پیکوسیانوباکتری ها، از طریق فتوسنتز.

پیکوسیانوباکتری ها میکروارگانیسم های تک سلولی هستند که به طور گسترده در آب شیرین و محیط های دریایی پراکنده می شوند. بخش بزرگی از کربن ثابت بیولوژیکی توسط این فیتوپلانکتون ها در سطح دریا تشکیل می شود و سپس به اعماق اقیانوس منتقل می شود. اما هنوز مشخص نیست که چگونه مواد آلی محلول رنگی (که از بقایای گیاهی در خشکی یا دریا سرچشمه می گیرد) به اعماق اقیانوس ختم می شود.

مایکل گونسیور، شیمیدان در مرکز علوم محیطی دانشگاه مریلند (UMCES) گفت: "ما هنوز در ابتدای درک چرخه کربن دریایی هستیم." وی افزود که منابع مواد شیمیایی خاص در اقیانوس هنوز به خوبی تعریف نشده است زیرا این یک سیستم گسترده و پیچیده است.

در اعماق اقیانوس، ماده آلی محلول یک سیگنال فلورسانس مشابه فلورسانس هومیک مانند موجود در رودخانه یا جریان را نشان می دهد. بسیاری از دانشمندان فرض کرده اند که این ماده مشتق شده است از رودخانه ها و نهرهایی که آن را از خشکی و به اقیانوس می برند. با این حال، شواهد فزاینده ای مبنی بر وجود منابع دریایی از این ماده وجود دارد که ممکن است توضیح دهنده اکثریت این مواد رنگی موجود در اعماق اقیانوس باشد.

محققان UMCES گونسیور و فنگ چن اولین قدم را در شناسایی مواد آلی آزاد شده از پیکوسیانوباکتری های دریایی برداشتند.

چن، یک زیست شناس مولکولی گفت: "برنامه اولیه ما این بود که سرنوشت کربن آلی آزاد شده از لیز ویروسی پیکوسیانوباکتری ها را درک کنیم."

برای اولین بار، آنها نشان دادند که پیکوسیانوباکتری های کشت شده - Synechococcus و Prochlorococcus - اجزای فلورسنتی را آزاد می کنند که دقیقاً با سیگنال های فلورسنت معمولی موجود در محیط های اقیانوسی مطابقت دارد.

هر دو Synechococus و Prochlorocccos بیشترین میزان را دارند. ثابت کننده کربن فراوان در اقیانوس پیش‌بینی می‌شود که اگر گرم شدن اقیانوس‌ها ادامه یابد، پیکوسیانوباکتری‌هایی که دماهای گرم‌تر را ترجیح می‌دهند، ممکن است تا پایان قرن ۱۰ تا ۲۰ درصد افزایش پیدا کنند. گونسیور گفت: «وقتی در اقیانوس آبی قایقرانی می‌کنید، تعداد زیادی باکتری پیکوسیان در آنجا کار می‌کنند. آنها دی اکسید کربن را به کربن آلی تبدیل می‌کنند و احتمالاً مسئول برخی از رنگ‌های اعماق اقیانوس هستند که از مواد آلی می‌آیند.

Gonsior و Chen سویه Synechococus را مطالعه کردند و به طور تصادفی به این کشف رسیدند. آنها قصد داشتند سرنوشت مواد آلی محلول را با بررسی ترکیب مولکولی با استفاده از طیف سنجی جرمی پیشرفته که با همکاری پروفسور فیلیپ اشمیت-کوپلین در مرکز بهداشت محیط هلمهولتز در مونیخ آلمان انجام شده است، اندازه گیری کنند.

بسیاری از ترکیبات بیولوژیکی هنگام برانگیختن نور می درخشند. گونسیور آنالیزهای نوری را انجام داد که میزان جذب و فلورسانس را اندازه گیری کرد.

"وقتی من اولین اندازه گیری های فلورسانس این نمونه ها را دیدم، کاملاً واضح بود که چه اتفاقی می افتد. ما متوجه شدیم که آن پیکوسیانوباکتری ها مواد آلی فلورسنت آزاد می کنند، که شبیه چیزی است که ما در اعماق اقیانوس می بینیم، اما همچنین در رودخانه ها و نهرها، "گفت گونسیور. چن گفت: "برای من، این هیجان انگیز است زیرا شما سیانوباکتری های فتوسنتزی فراوانی در اقیانوس دارید. ما مدت هاست که می دانیم اما هیچ کس بین پیکوسیانوباکتری ها و مواد آلی محلول فلورسنت ارتباطی برقرار نکرده است."

منبع اطلاعات