Ученые открыли новые факты о цветном органическом веществе в глубоком океане

May 26, 2017 Пикоцианобактерии оказались основной причиной этого заболевания

Около половины атмосферного углекислого газа улавливается океаном. фитопланктон, главным образом пикоцианобактерии, посредством фотосинтеза.

Пикоцианобактерии — одноклеточные микроорганизмы, широко распространенные в пресноводной и морской среде. Большая часть биологически фиксированного углерода образуется этим фитопланктоном на поверхности моря и затем переносится в глубины океана. Но до сих пор неясно, как цветные растворенные органические вещества (которые возникают из растительного детрита на суше или в море) попадают в глубокие океаны.

"Мы все еще находимся в начале понимания морского углеродного цикла", - сказал Майкл Гонсиор, химик из Центра экологических наук Университета Мэриленда (UMCES). Он добавил, что источники конкретных химических веществ в океане еще не четко определены, поскольку это обширная и сложная система.

В глубоком океане растворенное органическое вещество демонстрирует сигнал флуоресценции, аналогичный гуминовой флуоресценции, обнаруженной в реке или ручье. Многие ученые предположили, что этот материал получен из рек и ручьев, которые уносят его с суши в океан. Однако появляется все больше свидетельств того, что существуют морские источники этого материала, что может объяснить большую часть этого цветного материала, обнаруженного в глубоком океане.

Исследователи UMCES Гонсиор и Фэн Чен сделали первый шаг в описании органического вещества, выделяемого морскими пикоцианобактериями.

"Наш первоначальный план состоял в том, чтобы понять судьбу органического углерода, высвобождаемого в результате вирусного лизиса пикоцианобактерий", - сказал Чен, молекулярный биолог.

Впервые они показали, что культивируемые пикоцианобактерии – Synechococcus и Prochromococcus – выделяют флуоресцентные компоненты, которые точно соответствуют этим типичным флуоресцентным сигналам, обнаруженным в океанической среде.

И Synechococus, и Prochromoccos являются наиболее обильные фиксаторы углерода в океане. Прогнозируется, что пикоцианобактерии, предпочитающие более высокие температуры, могут увеличиться на 10–20 процентов к концу столетия, если потепление океана продолжится.

"Когда вы плывете по голубому океану, там работает множество пикоцианбактерий. Они превращают углекислый газ в органический углерод и, вероятно, несут ответственность за цвет глубокого океана, исходящий из органических веществ", - сказал Гонсиор.

Гонсиор и Чен изучали штамм Synechococus и сделали открытие. Они планировали измерить судьбу растворенного органического вещества, исследуя молекулярный состав с помощью современной масс-спектрометрии, проведенной в сотрудничестве с профессором Филиппом Шмиттом-Копплином в Центре гигиены окружающей среды имени Гельмгольца в Мюнхене, Германия.

Многие биологические соединения светятся при возбуждении светом. Гонсиор провел оптический анализ, в ходе которого измерялись поглощение и флуоресценция.

«Когда я увидел первые измерения флуоресценции этих образцов, стало очень ясно, что происходит. Мы обнаружили, что эти пикоцианобактерии выделяют флуоресцентное органическое вещество, которое имитирует то, что мы видим как в глубоком океане, так и в глубинах океана. также в реках и ручьях», — сказал Гонсиор.

«Для меня это интересно, потому что в океане так много фотосинтезирующих цианобактерий. Мы знали об этом уже давно, но никто не установил связь между пикоцианобактериями и флуоресцентными растворенными органическими веществами», — сказал Чен.

Источник информации