Diatomer i havet avslöjar nya dynamiker i den globala kolcykeln

StockholmEn studie från University of California San Diego har upptäckt att havsdiatomer inte bara använder fotosyntes för att samla in kol utan också kan ta upp organiskt kol direkt. Dessa nya rön, som publicerades i Science Advances den 17 juli 2024, kan komma att förändra vår förståelse av den globala kolcykeln.

Här är de viktigaste punkterna från studien:

• Diatomeer kan förbruka organiskt kol utöver att genomföra fotosyntes.
• Cylindrotheca closterium uppvisar samtidig mixotrofi i 70% av oceanproverna.
• Genom/livs-skala metabolism-modellering har avslöjat dessa beteenden.
• Särskilda bakterier kan förse diatomeer med organiskt kol.

Kiselalger är encelliga organismer som finns i världens hav. De spelar en viktig roll i att absorbera koldioxid och är avgörande för havets näringskedjor. Det antogs tidigare att de bara fick koldioxid genom fotosyntes. Men ny forskning har visat att kiselalgen Cylindrotheca closterium också livnär sig på organiskt kol i de flesta av de oceanprover som undersökts.

Professor Karsten Zengler vid UC San Diego förklarade att kiselalger inte bara använder fotosyntes utan också konsumerar organiskt kol. Denna upptäckt kan förändra vår förståelse av kolcykeln. Forskargruppen använde detaljerade genetiska modeller för att studera dessa beteenden och använde data från TARA ocean expedition. Det är första gången sådana detaljerade modeller har tillämpats globalt.

Läs också:

Idag · 16:08

En ny era: vuxna bananflugans hjärna kartlagd

Studien visade att vissa bakterier kan ge organiskt kol till diatomer. Detta främjar diatomers tillväxt och syreproduktion, vilket är viktigt för det marina näringsvävet. Forskargruppen undersökte olika faktorer såsom temperatur, pH och salthalt i havsvatten. De fann ingen koppling mellan dessa faktorer och diatomers icke-fotosyntetiska aktiviteter. Däremot upptäckte de en stark relation mellan diatomer och de bakterier som lever tillsammans med dem.

Mixotrofi innebär att en organism både använder fotosyntes och konsumerar organiskt kol. Detta kan vara orsaken till diatomernas beteende. Forskarna tror att deras resultat kommer att stimulera fler studier om hur bakterier och diatomer samverkar och hur dessa relationer påverkar kolcykeln.

Ett team vid UC San Diego utökar sitt projekt för att undersöka hur vanligt mixotrofi är bland olika arter av kiselalger. Tidigare laboratoriestudier antydde detta beteende, men det kunde inte testas i havet förrän nu. Forskare löste detta problem genom att använda avancerad genomspråkmodellering, vilket hjälpte dem att identifiera aktiva metaboliska processer från genuttrycksdata.

Forskargruppen försöker fortfarande förstå vad bakterierna tjänar på detta samarbete. De hoppas att deras forskning kommer att leda till en översyn av de nuvarande modellerna för kolcykeln. Att förstå hur kiselalger får kol kan vara viktigt för att hantera klimatförändringarna. Detta är ett lovande framsteg inom marinbiologi och kolcykelstudier.