© About half of atmospheric carbon dioxide is fixed by ocean's phytoplankton (c) Dominik Vögtli
© About half of atmospheric carbon dioxide is fixed by ocean's phytoplankton (c) Dominik Vögtli
A tudósok új tényeket fedeztek fel a színes szerves anyagokról az óceán mélyén
May 26, 2017
Pikocianobaktériumok okozzák ezt
A légkör szén-dioxidjának körülbelül felét az óceánok kötik meg
fitoplankton, főleg pikocianobaktériumok, fotoszintézis révén.
A pikocianobaktériumok egysejtű mikroorganizmusok, amelyek széles körben elterjedtek édesvízi és tengeri környezetben.
A biológiailag rögzített szén nagy részét ezek a fitoplanktonok képezik a tenger felszínén, majd az óceán mélyébe szállítják. De még mindig nem világos, hogy a színes oldott szerves anyagok (amelyek szárazföldi vagy tengeri növényi törmelékből származnak) hogyan kerülnek az óceán mélyébe.
"Még csak az elején járunk a tengeri szénciklus megértésének" - mondta Michael Gonsior, a Marylandi Egyetem Környezettudományi Központjának (UMCES) vegyésze. Hozzátette, hogy bizonyos vegyi anyagok forrása az óceánban még nem volt pontosan meghatározva, mivel ez egy hatalmas és összetett rendszer.
Az óceán mélyében az oldott szerves anyag fluoreszcens jelet mutat, amely hasonló a folyókban vagy patakokban található humuszszerű fluoreszcenciához. Sok tudós feltételezte, hogy ez az anyag származik
folyókból és patakokból, amelyek kihordják a szárazföldről az óceánba.
Azonban egyre több bizonyíték van arra, hogy ennek az anyagnak tengeri forrásai vannak, ami magyarázatot adhat az óceán mélyében található színes anyagok többségére.
Az UMCES kutatói, Gonsior és Feng Chen megtették az első lépést a tengeri pikocianobaktériumokból felszabaduló szerves anyagok jellemzésében.
"Eredeti tervünk az volt, hogy megértsük a pikocianobaktériumok vírusos lízise során felszabaduló szerves szén sorsát" - mondta Chen, molekuláris biológus.
Első alkalommal mutatták ki, hogy a tenyésztett pikocianobaktériumok – Synechococcus és Prochlorococcus – olyan fluoreszcens komponenseket bocsátanak ki, amelyek szorosan megegyeznek az óceáni környezetben található tipikus fluoreszcens jelekkel.
Mind a Synechococus, mind a Prochlorococcus a legtöbb bőséges szénfixáló anyagok az óceánban. Az előrejelzések szerint a melegebb hőmérsékletet kedvelő pikocianobaktériumok száma 10-20 százalékkal növekedhet a század végére, ha az óceánok felmelegedése folytatódik.
"Amikor a kék óceánon hajózik, sok pikocianbaktérium dolgozik ott. Ezek alakítják át a szén-dioxidot szerves szénné, és valószínűleg felelősek a szerves anyagokból származó mély óceán színéért" - mondta Gonsior.
Gonsior és Chen a Synechococus törzset tanulmányozták, és belebotlottak a felfedezésbe. Azt tervezték, hogy az oldott szerves anyagok sorsát mérik a molekula összetételének vizsgálatával a legmodernebb tömegspektrometriával, amelyet Philippe Schmitt-Kopplin professzorral együttműködve végeztek a müncheni Helmholtz Környezetegészségügyi Központban.
Sok biológiai vegyület világít, ha fénnyel gerjesztik. Gonsior optikai elemzéseket végzett, amelyek az abszorbanciát és a fluoreszcenciát mérték.
"Amikor megláttam ezeknek a mintáknak az első fluoreszcenciás méréseit, nagyon világos volt, hogy mi történik. Azt találtuk, hogy ezek a pikocianobaktériumok fluoreszcens szerves anyagot szabadítanak fel, ami utánozza azt, amit az óceán mélyén látunk, de folyókban és patakokban is” – mondta Gonsior.
"Számomra ez izgalmas, mert ilyen bőséges fotoszintetikus cianobaktérium található az óceánban. Ezt régóta tudjuk, de senki sem talált kapcsolatot a pikocianobaktériumok és a fluoreszkáló oldott szerves anyagok között" - mondta Chen.
Információforrás