Forskere oppdager nye fakta om farget organisk materiale i dyphavet

May 26, 2017 Picocyanobakterier funnet å være hovedårsaken til det

Omtrent halvparten av atmosfærisk karbondioksid blir fikset av havets planteplankton, hovedsakelig picocyanobakterier, gjennom fotosyntese.

Picocyanobakterier er encellede mikroorganismer som er vidt utbredt i ferskvann og marine miljøer. En stor del av biologisk fiksert karbon dannes av disse planteplanktonet ved havoverflaten og transporteres deretter til dyphavet. Men det er fortsatt uklart hvordan farget oppløst organisk materiale (som stammer fra planteavfall på land eller til havs) ender opp i dyphavet.

"Vi er fortsatt i begynnelsen av å forstå den marine karbonsyklusen," sa Michael Gonsior, en kjemiker ved University of Maryland Center for Environmental Science (UMCES). Han la til at kildene til spesifikke kjemikalier i havet ennå ikke var godt definert ettersom det var et stort og komplekst system.

I dyphavet viser oppløst organisk materiale et fluorescenssignal som ligner på den humuslignende fluorescensen som finnes i en elv eller bekk. Mange forskere har antatt at dette materialet er avledet fra elver og bekker som fører den fra land og ut i havet. Imidlertid er det økende bevis på at det er marine kilder til dette materialet, noe som kan forklare mesteparten av dette fargede materialet som finnes i dyphavet.

UMCES-forskerne Gonsior og Feng Chen tok det første skrittet i å karakterisere det organiske materialet som frigjøres fra marine picocyanobakterier.

"Vår opprinnelige plan var å forstå skjebnen til organisk karbon frigjort fra viral lysis av picocyanobakterier," sa Chen, en molekylærbiolog.

For første gang har de vist at dyrkede picocyanobakterier – Synechococcus og Prochlorococcus – frigjør fluorescerende komponenter som tett samsvarer med disse typiske fluorescerende signalene som finnes i havmiljøer.

Både Synechococus og Prochlorocccos er de mest rikelig med karbonfiksere i havet. Det er spådd at picocyanobakterier, som foretrekker varmere temperaturer, kan øke med 10 til 20 prosent ved slutten av århundret hvis havoppvarmingen fortsetter.

"Når du seiler på det blå havet, jobber mange picocyanbakterier der. De omdanner karbondioksid til organisk karbon og er sannsynligvis ansvarlige for noe av fargen på dyphavet som kommer fra organisk materiale," sa Gonsior.

Gonsior og Chen studerte stammen av Synechococus og snublet over oppdagelsen. De planla å måle skjebnen til oppløst organisk materiale ved å undersøke den molekylære sammensetningen ved hjelp av toppmoderne massespektrometri utført i samarbeid med professor Philippe Schmitt-Kopplin ved Helmholtz Center for Environmental Health i München, Tyskland.

Mange biologiske forbindelser gløder når de begeistres med lys. Gonsior utførte optiske analyser som målte absorbansen og fluorescensen.

"Da jeg så de første fluorescensmålingene av disse prøvene, var det veldig tydelig hva som foregikk. Vi fant ut at disse picocyanobakteriene frigjorde fluorescerende organisk materiale, som etterligner det vi ser i både dyphavet, men også i elver og bekker," sa Gonsior.

"For meg er dette spennende fordi du har så mange fotosyntetiske cyanobakterier i havet. Vi har visst det lenge, men ingen har laget en forbindelse mellom picocyanobakterier og fluorescerende oppløst organisk materiale," sa Chen.

Kilde til informasjon