Znanstveniki odkrivajo nova dejstva o obarvanih organskih snoveh v globokem oceanu

May 26, 2017 Ugotovljeno je bilo, da so picocianobakterije glavni vzrok zanj

Oceani vežejo približno polovico atmosferskega ogljikovega dioksida fitoplankton, predvsem pikocianobakterije, s fotosintezo.

Pikocianobakterije so enocelični mikroorganizmi, ki so široko razširjeni v sladkovodnih in morskih okoljih. Velik del biološko vezanega ogljika tvorijo ti fitoplanktoni na morski gladini in nato prenesejo v globoki ocean. Še vedno pa ni jasno, kako obarvana raztopljena organska snov (ki izvira iz rastlinskega detritusa na kopnem ali v morju) konča v globokem oceanu.

"Še vedno smo na začetku razumevanja morskega ogljikovega cikla," je dejal Michael Gonsior, kemik pri Centru za okoljske znanosti Univerze v Marylandu (UMCES). Dodal je, da viri določenih kemikalij v oceanu še niso natančno opredeljeni, saj gre za obsežen in zapleten sistem.

V globokem oceanu raztopljena organska snov oddaja fluorescenčni signal, podoben humusu podobni fluorescenci, ki jo najdemo v reki ali potoku. Mnogi znanstveniki so domnevali, da je ta material pridobljen iz rek in potokov, ki ga odnesejo s kopnega v ocean. Vendar pa je vedno več dokazov, da obstajajo morski viri tega materiala, kar lahko pojasni večino tega barvnega materiala, najdenega v globokem oceanu.

Raziskovalca UMCES Gonsior in Feng Chen sta naredila prvi korak pri karakterizaciji organske snovi, ki jo sproščajo morske pikocianobakterije.

"Naš prvotni načrt je bil razumeti usodo organskega ogljika, ki se sprosti iz virusne lize picocianobakterij," je dejal Chen, molekularni biolog.

Prvič so pokazali, da gojene picocianobakterije – Synechococcus in Prochlorococcus – sproščajo fluorescentne komponente, ki se zelo ujemajo s temi tipičnimi fluorescentnimi signali, ki jih najdemo v oceanskih okoljih.

Tako Synechococus kot Prochlorocccos sta najbolj bogati fiksirji ogljika v oceanu. Predvideva se, da se lahko število picocianobakterij, ki imajo raje toplejše temperature, do konca stoletja poveča za 10 do 20 odstotkov, če se bo segrevanje oceanov nadaljevalo.

"Ko plujete po modrem oceanu, tam deluje veliko pikocianbakterij. Spremenijo ogljikov dioksid v organski ogljik in so verjetno odgovorne za nekaj barve globokega oceana, ki izvira iz organske snovi," je dejal Gonsior.

Gonsior in Chen sta preučevala sev Synechococus in naletela na odkritje. Načrtovali so merjenje usode raztopljene organske snovi s preučevanjem molekularne sestave z uporabo najsodobnejše masne spektrometrije, izvedene v sodelovanju s profesorjem Philippeom Schmitt-Kopplinom v Helmholtz Centru za okoljsko zdravje v Münchnu v Nemčiji.

Številne biološke spojine žarijo, ko jih vzbujamo s svetlobo. Gonsior je izvedel optične analize, ki so merile absorbanco in fluorescenco.

"Ko sem videl prve meritve fluorescence teh vzorcev, je bilo zelo jasno, kaj se dogaja. Ugotovili smo, da te picocianobakterije sproščajo fluorescentno organsko snov, ki posnema tisto, kar vidimo v globokem oceanu, tudi v rekah in potokih,« je dejal Gonsior.

"Zame je to vznemirljivo, ker imate v oceanu tako veliko fotosintetskih cianobakterij. To vemo že dolgo, vendar nihče ni povezal pikocianobakterij in fluorescentno raztopljene organske snovi," je dejal Chen.

Vir informacij