Naukowcy odkrywają nowe dynamiki cyklu węgla dzięki dwóm metodom pobierania go przez okrzemki.

WarsawBadania przeprowadzone przez Uniwersytet Kalifornijski w San Diego wykazały, że oceaniczne okrzemki nie tylko korzystają z fotosyntezy do gromadzenia węgla, ale również bezpośrednio pochłaniają węgiel organiczny. To nowe odkrycie, opublikowane w Science Advances 17 lipca 2024 roku, może zmienić nasze postrzeganie globalnego cyklu węglowego.

Oto główne wnioski z badania:

Diatomy oprócz fotosyntezy konsumują węgiel organiczny. Cylindrotheca closterium wykazuje jednoczesną miksotrofię w 70% próbek oceanicznych. Te zachowania zostały ujawnione poprzez modelowanie metaboliczne w skali genomu. Pewne bakterie mogą dostarczać diatomom węgiel organiczny.

Okrzemki to jednokomórkowe organizmy występujące w oceanach na całym świecie. Odgrywają one kluczową rolę w pochłanianiu węgla i są niezbędnym elementem łańcuchów pokarmowych w oceanach. Wcześniej sądzono, że pobierają węgiel jedynie poprzez fotosyntezę. Jednak nowe badania wykazały, że okrzemka Cylindrotheca closterium również żywi się organicznym węglem w większości zbadanych oceanicznych próbek.

Profesor Karsten Zengler z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego wyjaśnił, że okrzemki wykorzystują nie tylko fotosyntezę, ale także konsumują węgiel organiczny. To odkrycie może zmienić nasze rozumienie cyklu węglowego. Zespół badawczy zastosował szczegółowe modele genetyczne do analizy tych zachowań, korzystając z danych z ekspedycji TARA ocean. To pierwszy raz, gdy takie szczegółowe modele zostały zastosowane na skalę globalną.

Zobacz również:

Dzisiaj · 14:08

Stres a impulsy: jak pokonać nudę?

Badanie wykazało, że niektóre bakterie mogą dostarczać węgiel organiczny do okrzemek, co wspomaga ich wzrost i produkcję tlenu, istotną dla morskiego łańcucha pokarmowego. Zespół analizował różne czynniki, takie jak temperatura, pH i zasolenie wody oceanicznej. Nie znaleziono związku między tymi czynnikami a nie-fotosyntetycznymi aktywnościami okrzemek. Jednakże odkryto silną zależność między okrzemkami a towarzyszącymi im bakteriami.

Miksotrofia to proces, w którym organizm jednocześnie korzysta z fotosyntezy i spożywa węgiel organiczny. Takie zachowanie mogą wykazywać okrzemki. Naukowcy sądzą, że ich odkrycia zainspirują dalsze badania nad interakcjami między bakteriami a okrzemkami oraz nad tym, jak te interakcje wpływają na cykl węglowy.

Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego poszerza swoje badania nad tym, jak często mikotrofia występuje wśród różnych gatunków okrzemek. Wcześniejsze badania laboratoryjne sugerowały takie zachowanie, jednak do tej pory nie było możliwości przetestowania go w warunkach oceanicznych. Badacze rozwiązali ten problem, korzystając z zaawansowanego modelowania genomowego, które umożliwiło im zidentyfikowanie aktywnych procesów metabolicznych na podstawie danych o ekspresji genów.

Zespół wciąż bada, jakie korzyści z partnerstwa czerpią bakterie. Mają nadzieję, że ich badania skłonią do przeglądu obecnych modeli obiegu węgla. Zrozumienie, w jaki sposób okrzemki pozyskują węgiel, może być kluczowe dla walki ze zmianami klimatycznymi. To obiecujący krok naprzód w dziedzinie biologii morza i badań nad cyklem węglowym.