Diatomee marine rivelano nuove dinamiche del ciclo del carbonio

RomeUno studio dell'Università della California a San Diego ha scoperto che i diatomei oceanici non solo utilizzano la fotosintesi per raccogliere carbonio, ma consumano direttamente il carbonio organico. Questa nuova scoperta, pubblicata su Science Advances il 17 luglio 2024, potrebbe cambiare la nostra comprensione del ciclo globale del carbonio.

Ecco i punti salienti dello studio:

• Le diatomee utilizzano il carbonio organico oltre alla fotosintesi.
• Il Cylindrotheca closterium mostra mixotrofia simultanea nel 70% dei campioni oceanici.
• La modellizzazione metabolica su scala genomica ha rivelato questi comportamenti.
• Alcuni batteri specifici potrebbero fornire carbonio organico alle diatomee.

Diatomee nel ciclo del carbonio: scoperta l'alimentazione organica

Le diatomee sono organismi unicellulari presenti negli oceani di tutto il mondo. Svolgono un ruolo fondamentale nel ciclo del carbonio e sono essenziali per le catene alimentari marine. In passato si pensava che ottenessero il carbonio solo attraverso la fotosintesi. Tuttavia, nuove ricerche hanno dimostrato che la diatomea Cylindrotheca closterium si nutre anche di carbonio organico nella maggior parte dei campioni oceanici esaminati.

Il professor Karsten Zengler dell'Università della California, San Diego, ha rivelato che le diatomee non solo utilizzano la fotosintesi, ma consumano anche carbonio organico. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione del ciclo del carbonio. Il team di ricerca ha utilizzato modelli genetici dettagliati per studiare tali comportamenti, sfruttando i dati della spedizione oceanica TARA. È la prima volta che modelli così dettagliati vengono applicati su scala globale.

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Lo studio ha rilevato che alcuni batteri possono fornire carbonio organico alle diatomee. Questo aiuta le diatomee a crescere e a produrre ossigeno, fondamentale per la catena alimentare marina. Il team ha esaminato vari fattori come la temperatura, il pH e la salinità dell'acqua oceanica, senza trovare alcun legame tra questi fattori e le attività non fotosintetiche delle diatomee. Tuttavia, hanno scoperto una forte connessione tra le diatomee e i batteri che vivono con loro.

La mixotrofia è un fenomeno in cui un organismo utilizza sia la fotosintesi che si nutre di carbonio organico. Queste attività potrebbero essere la causa del comportamento osservato nei diatomei. I ricercatori ritengono che le loro scoperte stimoleranno ulteriori studi su come batteri e diatomei interagiscono e su come queste interazioni influenzano il ciclo del carbonio.

Un team dell'UC San Diego sta ampliando il proprio progetto per esplorare la diffusione della mixotrofia tra diverse specie di diatomee. Sebbene studi di laboratorio precedenti avessero suggerito questo comportamento, fino ad ora non era possibile testarlo in mare. I ricercatori hanno risolto questo problema utilizzando avanzati modelli genomici, che hanno permesso di identificare i processi metabolici attivi dai dati di espressione genica.

Il team sta ancora cercando di capire quali benefici ottengano i batteri da questa collaborazione. Si augurano che la loro ricerca stimoli una revisione dei modelli attuali del ciclo del carbonio. Comprendere come le diatomee ottengano il carbonio potrebbe rivelarsi cruciale per affrontare i cambiamenti climatici. Questo rappresenta un significativo progresso negli studi di biologia marina e del ciclo del carbonio.