Znanstvenici otkrivaju nove činjenice o obojenoj organskoj tvari u dubokim oceanima

May 26, 2017 Utvrđeno je da su pikocijanobakterije glavni uzrok toga

Okeani vežu oko polovice atmosferskog ugljičnog dioksida fitoplankton, uglavnom pikocijanobakterije, fotosintezom.

Pikocijanobakterije su jednostanični mikroorganizmi koji su široko rasprostranjeni u slatkovodnim i morskim sredinama. Velik dio biološki vezanog ugljika stvaraju ovi fitoplanktoni na površini mora, a zatim se transportiraju u duboke oceane. Ali još uvijek nije jasno kako obojena otopljena organska tvar (koja potječe iz biljnog detritusa na kopnu ili u moru) završava u dubokim oceanima.

"Još uvijek smo na početku razumijevanja morskog ciklusa ugljika", rekao je Michael Gonsior, kemičar u Centru za znanost o okolišu (UMCES) Sveučilišta Maryland. Dodao je da izvori specifičnih kemikalija u oceanu još nisu dobro definirani jer se radi o ogromnom i složenom sustavu.

U dubokom oceanu, otopljena organska tvar pokazuje fluorescencijski signal sličan fluorescenciji poput humusa koja se nalazi u rijeci ili potoku. Mnogi znanstvenici su pretpostavili da je ovaj materijal izveden od rijeka i potoka koji ga odnose s kopna u ocean. Međutim, sve je više dokaza da postoje morski izvori ovog materijala, što može objasniti većinu ovog obojenog materijala pronađenog u dubokim oceanima.

Istraživači UMCES-a Gonsior i Feng Chen napravili su prvi korak u karakterizaciji organske tvari koju oslobađaju morske pikocijanobakterije.

"Naš prvotni plan bio je razumjeti sudbinu organskog ugljika oslobođenog virusnom lizom pikocijanobakterija", rekao je Chen, molekularni biolog.

Prvi put su pokazali da kultivirane pikocijanobakterije – Synechococcus i Prochlorococcus – oslobađaju fluorescentne komponente koje se blisko podudaraju s ovim tipičnim fluorescentnim signalima koji se nalaze u oceanskom okruženju.

I Synechococus i Prochlorocccos su najviše obilni fiksatori ugljika u oceanu. Predviđa se da bi se pikocijanobakterije, koje preferiraju toplije temperature, mogle povećati za 10 do 20 posto do kraja stoljeća ako se zagrijavanje oceana nastavi.

"Kada plovite plavim oceanom, tamo radi mnogo pikocijanbakterija. One pretvaraju ugljični dioksid u organski ugljik i vjerojatno su odgovorne za dio boje dubokih oceana koji dolazi od organske tvari", rekao je Gonsior.

Gonsior i Chen proučavali su soj Synechococus i slučajno naišli na otkriće. Planirali su izmjeriti sudbinu otopljene organske tvari ispitivanjem molekularnog sastava pomoću najsuvremenije masene spektrometrije poduzete u suradnji s profesorom Philippeom Schmitt-Kopplinom u Helmholtz centru za zdravlje okoliša u Münchenu, Njemačka.

Mnogi biološki spojevi svijetle kada su pobuđeni svjetlom. Gonsior je proveo optičke analize koje su mjerile apsorbanciju i fluorescenciju.

"Kada sam vidio prva mjerenja fluorescencije ovih uzoraka, bilo je vrlo jasno što se događa. Otkrili smo da te pikocijanobakterije ispuštaju fluorescentnu organsku tvar, koja oponaša ono što vidimo u dubokom oceanu, ali također u rijekama i potocima", rekao je Gonsior.

"Za mene je ovo uzbudljivo jer imate tako obilne fotosintetske cijanobakterije u oceanu. Znamo to već dugo vremena, ali nitko nije povezao pikocijanobakterije i fluorescentno otopljenu organsku tvar", rekao je Chen.

Izvor informacija