Gli scienziati scoprono nuovi fatti sulla materia organica colorata nelle profondità oceaniche

May 26, 2017 I Picocyanobacteria ne sono la causa principale

Circa la metà dell'anidride carbonica atmosferica viene fissata dai fitoplancton dell'oceano. fitoplancton degli oceani, soprattutto picocyanobacteria, attraverso la fotosintesi.

I picocianobatteri sono microrganismi unicellulari ampiamente distribuiti negli ambienti marini e d'acqua dolce. Gran parte del carbonio fissato biologicamente viene formato da questi fitoplancton sulla superficie del mare e poi trasportato nelle profondità oceaniche. Ma non è ancora chiaro come la materia organica disciolta colorata (che proviene da detriti vegetali sulla terraferma o in mare) finisca nell'oceano profondo.

"Siamo ancora all'inizio della comprensione del ciclo del carbonio marino", ha dichiarato Michael Gonsior, chimico dell'University of Maryland Center for Environmental Science (UMCES). Ha aggiunto che le fonti di specifiche sostanze chimiche nell'oceano non sono ancora ben definite in quanto si tratta di un sistema vasto e complesso.

Nell'oceano profondo, la materia organica disciolta mostra un segnale di fluorescenza simile a quello umico presente in un fiume o in un torrente. Molti scienziati hanno ipotizzato che questo materiale sia derivato da fiumi e torrenti che la trasportano dalla terraferma all'oceano. Tuttavia, ci sono sempre più prove dell'esistenza di fonti marine di questo materiale, che potrebbero spiegare la maggior parte del materiale colorato trovato nelle profondità oceaniche.

I ricercatori dell'UMCES Gonsior e Feng Chen hanno compiuto il primo passo per caratterizzare la materia organica rilasciata dai picocianobatteri marini.

"Il nostro progetto originale era quello di capire il destino del carbonio organico rilasciato dalla lisi virale dei picocianobatteri", ha dichiarato Chen, biologo molecolare.

Per la prima volta, hanno dimostrato che i picocianobatteri in coltura - Synechococcus e Prochlorococcus - rilasciano componenti fluorescenti che corrispondono fedelmente ai segnali fluorescenti tipici degli ambienti oceanici.

Synechococus e Prochlorocccos sono i fissatori di carbonio più abbondanti nell'oceano. Si prevede che i picocianobatteri, che prediligono temperature più calde, potrebbero aumentare del 10-20% entro la fine del secolo se il riscaldamento degli oceani continuerà.

"Quando navighi nell'oceano blu, ci sono molti picocianbatteri che lavorano lì. Trasformano l'anidride carbonica in carbonio organico e sono probabilmente responsabili di parte del colore degli oceani profondi derivante dalla materia organica", ha dichiarato Gonsior.

Gonsior e Chen hanno studiato il ceppo di Synechococus e si sono imbattuti nella scoperta. Hanno pianificato di misurare il destino della materia organica disciolta esaminando la composizione molecolare con una spettrometria di massa all'avanguardia, in collaborazione con il professor Philippe Schmitt-Kopplin del Centro Helmholtz per la Salute Ambientale di Monaco, in Germania.

Molti composti biologici brillano quando vengono eccitati dalla luce. Gonsior ha condotto analisi ottiche per misurare l'assorbanza e la fluorescenza.

"Quando ho visto le prime misurazioni della fluorescenza di questi campioni, è stato molto chiaro cosa stava succedendo. Abbiamo scoperto che i picocianobatteri rilasciavano materia organica fluorescente, il che imita ciò che vediamo sia nell'oceano profondo che nei fiumi e nei torrenti", ha detto Gonsior.

"Per me questo è entusiasmante perché i cianobatteri fotosintetici sono così abbondanti nell'oceano. Lo sappiamo da molto tempo, ma nessuno ha fatto un collegamento tra i picocianobatteri e la materia organica disciolta fluorescente", ha detto Chen.

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