Denizlerde Karbon Tutma: Yeni Araştırma Okyanus Karbonunun Kaderini Keşfediyor
Fitoplanktondan kaynaklanan denizde çözünmüş organik madde, Dünya atmosferi kadar karbon tutar, ancak kaderini yöneten biyolojik süreçler öncelikle idealize edilmiş laboratuvar koşulları altında veya genom dizilimi gibi dolaylı önlemler yoluyla incelenir.
Bir Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) bilim adamı ve Oregon Eyalet Üniversitesi ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki işbirlikçiler tarafından yapılan yeni araştırmada, ekip, iki ana deniz organik karbon kaynağından karmaşık karbon havuzlarının alımını doğrudan ölçmek için nispeten yeni bir teknik kullandı ( Diatomlar ve siyanobakteriler) doğal bir mikrobiyal topluluk tarafından. Çalışma şurada görünüyor Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
Araştırma, nihayetinde ne kadar karbonun okyanusu terk edeceğini ve atmosfere karışacağını ve ne kadarının deniz tortullarına gömüleceğini tahmin etmeye yönelik önemli bir adımdır.
LLNL bilim adamı ve çalışmanın ortak yazarı Xavier Mayali, “Deniz fitoplankton çiçeklenmeleri sırasında mikropların aktivitesine dair işlevsel bilgiler sağlıyoruz” dedi.
OSU’nun Mikrobiyoloji Bölümü’nde doçent ve çalışmanın lideri Ryan Mueller, “Araştırmamız, okyanustaki farklı mikrop türlerinin çok özel olduğunu, ancak tüketmeyi tercih ettikleri gıda kaynakları açısından tahmin edilebilir olduğunu gösteriyor” dedi. “Küresel iklim değişikliği okyanus ortamlarını hızlı bir şekilde değiştirmeye devam ettikçe, mikroplar için gıda kaynaklarının mevcudiyeti de değişecek ve nihayetinde belirli türleri diğerlerine göre tercih edecek.”
Fitoplankton, okyanusun besin zincirinin tabanında bulunan mikroskobik organizmalardır ve kritik bir biyolojik karbon pompasının önemli bir bileşenidir. Çoğu, güneş ışığının onlara kolayca ulaşabileceği okyanusun üst kısmında yüzer.
Minik bitkiler, fotosentez sırasında emerek atmosferdeki karbondioksit seviyeleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bu doğal bir lavabodur ve en bol bulunan sera gazı olan CO2’nin atmosferden temizlenmesinin başlıca yollarından biridir; Atmosferik CO2, endüstriyel çağın başlangıcından bu yana yüzde 40 arttı ve gezegenin ısınmasına büyük ölçüde katkıda bulundu.
Yüzey okyanusu, atmosferde bulunan karbon dioksit kadar neredeyse karbon depolar. Okyanus atmosferik karbondioksiti çekerken, fitoplankton fotosentez için CO2 ve güneş ışığını kullanır: Bunları hücrelerin enerji için kullanabileceği şekerlere dönüştürür ve bu süreçte oksijen üretir. Bu karbon sonunda diğer mikroplar ve deniz besin ağının daha yüksek organizmaları tarafından kullanılır ve sonunda solunum yoluyla atmosferik CO2’ye dönüştürülebilir veya öldükçe okyanusun dibine batabilir.
Ekip, fitoplankton tarafından üretilen organik maddeye ve nihayetinde onu tüketen mikroplara girerken karbonu izlemek için kararlı izotop etiketlemeyi kullandı.
Ekip, hangi organizmaların diatom yediğini ve hangilerinin siyanobakteri tükettiğini söylemek için bu izotopları kullandı. Araştırmacılar ayrıca tüketimin ne zaman gerçekleştiğini de söyleyebilirler – örneğin, fitoplankton hücreleri bazen karbonu yavaşça (eksüdasyon adı verilen bir süreçle) veya ne zaman patladıklarını (hücre lizizi adı verilen bir süreç) atıyor.
Şu anda British Columbia Üniversitesi’nde Mueller yüksek lisans öğrencisi olan Brandon Kieft, “Bulgularımız, deniz mikroplarının ve fotosentetik alglerin küresel karbon döngüsünü etkilemek için birlikte nasıl işlev gördüklerini ve bu okyanusal gıda ağının devam eden çevresel değişime nasıl tepki verebileceğini anlamak için önemli etkilere sahip” dedi. . “Bu, atmosfere ne kadar karbonun geri döneceğini ve yüzyıllar boyunca deniz tortullarına ne kadar gömüleceğini tahmin etmemize yardımcı olacak.”
Referans: Brandon Kieft, Zhou Li, Samuel Bryson, Robert L. Hettich, Chongle Pan, Xavier Mayali ve Ryan S. Mueller, 7 Ekim 2021, “Fitoplankton eksüdaları ve lizatları, özel metabolik ve ekofizyolojik özelliklere sahip farklı mikrobiyal konsorsiyumları destekler”, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2101178118
Araştırma, Gordon ve Betty Moore Vakfı Deniz Biyolojisi Girişimi tarafından finanse edildi.
.