Karbon Döngüsü Bulmacası Aydınlanıyor
Okyanusun en bol yaşam formu, Oregon Eyalet Üniversitesi tarafından keşfedilen bir bakteri türü, yeni yapılan bir araştırmaya göre, boya sökücü gibi çözücülerde yaygın olarak bulunan organik bir bileşik tüketiyor.
Bilim adamları, SAR11 bakterilerinin aseton kullandığını bulmanın, atmosferik karbonu denize çeken deniz karbon döngüsünün yönlerinin, döngü çalışmasında ve iklim değişikliğini tamponlama kabiliyetinde dikkate alınmadığını öne süren kanıtlara katkıda bulunuyor.
Oregon Eyaleti mikrobiyolog Kimberly Halsey ve doktora öğrencisi Eric Moore, bakterilerin yalnızca aseton tükettiğini değil, aynı zamanda başka bir uçucu organik bileşik olan izopreni de tükettiğini ortaya çıkardı.
Kimyasal olarak C5H8 olarak ifade edilen ve doğal kauçuğun temel bileşeni olan izopren, bitki metabolizmasının gaz halinde bir ürünüdür. İzopren ve aseton (C3H6O), fitoplankton, mikroskobik deniz yosunları tarafından üretilir ve bu gazların atmosfere taşınabileceği ve iklimi etkileyebileceği yüzey okyanusunda bol miktarda bulunur.
OSU Fen Fakültesi Mikrobiyoloji Fakültesi Uzmanı Halsey, "İzopren genellikle Blue Ridge Dağları'nın ünlü pusuyla ilişkilendirilir. Asetonun biyolojik olarak nasıl üretildiği iyi anlaşılmamıştır, ancak hem izopren hem de aseton, atmosferik bilim adamlarının ilgisini çekmektedir, çünkü yüzey okyanusundan kaçarlarsa, atmosferdeki diğer bileşiklerle kimyasal olarak reaksiyona girebilirler ve potansiyel olarak yağmur, buz ve karı çökeltebilen aerosol parçacıkları oluşturabilirler.” dedi.
1990 yılında Oregon Eyaletinden Stephen Giovannoni tarafından keşfedilen SAR11, bilinen en küçük serbest yaşayan hücredir ve aynı zamanda herhangi bir bağımsız hücrenin en küçük genomuna sahiptir. Ancak bakteriler, diğer hücrelerin çoğunun yok olacağı yerde gelişir -SAR11'in toplam ağırlığı tüm okyanus balıklarının ağırlığını aşar- ve sayıları sayesinde karbon döngüsünde büyük bir rol oynar.
Seçkin mikrobiyoloji profesörü Giovannoni, tek bir mililitre okyanus suyunun yarım milyon SAR11 hücresi içerebileceğini ve tüm okyanus planktonlarının %25'inin SAR11 olduğunu söyledi. Giovannoni, "SAR11 hücrelerinin izopren kullanabilmesi, bazı plankton hücrelerinin çok düşük moleküler ağırlıklı olarak çok hafif moleküllerde uzmanlaştığı ve çoğunlukla karbon döngüsünü incelemek için yaygın yöntemlerle kaçırılan yeni bir teoriye daha fazla ağırlık katıyor. SAR11, atmosfere yayılabilen çeşitli uçucu organik bileşikleri veya VOC'leri hem oksitlemek hem de üretmek için şaşırtıcı metabolik yeteneğe sahiptir." dedi.
VOC'ler, bazıları insanlarda olumsuz sağlık etkilerine neden olabilen, yüksek buhar basıncına ve düşük suda çözünürlüğe sahip, karbon içeren kimyasallardan herhangi biridir.
Halsey; "Henüz aseton ve izopren döngüsüne dair net bir resme sahip değiliz, ancak karbon döngüsünün okyanustaki biyolojik sistemler yoluyla hareketini tam olarak anlayabilmemiz için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyan gizli yönleri olduğunu biliyoruz. SAR11 ve diğer bakterilerin iklim değişikliğine neden olan gazların emisyonunu kontrol etme potansiyelini anlamak önemlidir çünkü bu, iklim değişikliği ve istikrarı genel olarak anlamamıza yardımcı olur." dedi.
Bilim adamları, sonraki adımların, uçucu organik bileşiklerin döngüsünün altında yatan biyokimyasal mekanizmaları incelemeyi ve deniz mikrobiyal süreçlerini gaz emisyonlarına ve kimyasalların atmosferdeki taşınmasına bağlamaya çalışmak olduğunu söylüyor. Halsey, " Yüzey okyanusunda plankton alışverişi yapan gazlar, bir zamanlar düşünülenden çok daha yaygındır." dedi.
Kaynak:phys.org
Makale:sfamjournals