Prochlorococcus е најмалиот и најзастапениот фотосинтетички организам во морињата. Научниците го истражувале морскиот пикоцијанобактериум — микроскопски организам што живее во морето — и откриле дека може да постои и како прилепена заедница од клетки. Тоа додава можен пат за учество на овој организам во движењето на јаглеродот низ океанот, но истражувањето не докажува колкав е неговиот придонес во природата.
Како микробот преминува од слободна во прилепена состојба?
Истражувачите работеле со лабораториски култури од седум соеви на Prochlorococcus: четири приспособени на слаба светлина и три на силна светлина. Биофилм е леплива заедница од клетки прилепени за површини. Во почетните култури, 6 ± 0,6% од клетките биле прилепени. По просечно 26 ± 7 генерации, уделот во биофилм се зголемил од 6 ± 0,6% на 85 ± 2%. Ова покажува дека во лабораторија популациите можат да се променат така што многу повеќе клетки ќе бидат прилепени.
Според заклучокот на истражувачите, оваа наследлива способност за создавање биофилм не била генетска. Во истражуваните соеви клетките можеле да бидат планктонски или прилепени, а популациите да преминуваат меѓу состојби со различен удел на тие форми. Тоа е важна разлика: резултатот укажува на промена на состојбата во рамките на соевите, а не на појава на нов сој во експериментот.
Прилепувањето имало и мерлива цена во културата. Клетките во биофилм растеле во просек 26% побавно од родителските клетки низ различни нивоа на светлина. Во друго лабораториско мерење во текот на 24 часа, тие ослободиле 3,9 ± 0,6 fg C по клетка, додека родителските клетки ослободиле 2,2 ± 0,6 fg C по клетка. Овие резултати опишуваат лабораториски услови; сами по себе не покажуваат дека клетките во океанот растат побавно или ослободуваат јаглерод во исти количества.
Што покажуваат примероците од океанот?
За да проверат дали прилепените клетки се присутни и во природата, научниците анализирале 579 метагеномски примероци од станицата АЛОХА и проектот „Тара Оушнс“. Метагеномската анализа го испитува генетскиот материјал во примероците. Prochlorococcus бил најден и во фракции означени како слободноживеечки и во фракции поврзани со честички низ водниот столб, вклучувајќи области под еуфотичката зона. Таа зона е горниот дел од водата каде што има светлина за фотосинтеза.
Во еуфотичката зона, на длабочина од 5–150 m, на честички биле најдени 11,7 ± 4,7% од Prochlorococcus. Меѓутоа, разликата меѓу „слободноживеечки“ и „поврзани со честички“ е оперативна: категориите се засноваат на големината на фракциите добиени со филтрирање. Теренските податоци потврдуваат присуство во двете фракции, но не откриваат колку често во природата се создаваат биофилми или дали лабораториските мерења за раст и ослободување јаглерод важат и таму.
Колкав би можел да биде преносот на јаглерод?
Биолошката пумпа е природен процес со кој јаглеродот се пренесува во длабокиот океан и се складира таму. Истражувачите разгледуваат дали честичките за кои се прилепува Prochlorococcus можат да бидат дел од тој пренос додека тонат. Во нивното сценарио, ако 10% од организмот е прилепен на честички и фиксира јаглерод додека тие тонат надвор од еуфотичката зона, тоа би можело да пренесе приближно 0,5 петаграми јаглерод годишно.
Оваа бројка не е директно мерење на годишниот извоз. Авторите ја опишуваат проценката како многу груба: таа зависи од количеството Prochlorococcus на површината, од тоа колку клетки се прилепуваат за честички и од можната потрошувачка додека честичките тонат кон морското дно. Затоа наодот отвора научно прашање за улогата на микробот во океанскиот циклус на јаглерод, но не утврдува дека тој секоја година пренесува наведено количество.
Текстуално објаснување на приказот
- лабораториски услови
- 26% побавно
- Метагеномските податоци
- поврзани со честички
- јаглеродниот извоз
- многу груба
лабораториски услови → 26% побавно: измерено
Метагеномските податоци → поврзани со честички: присуство
јаглеродниот извоз → многу груба: проценката е
Научна основа и ограничувања
Лабораториски експерименти со аксенични соеви и метагеномска анализа на фракционирани океански примероци.
Испитуван модел: Prochlorococcus, морски пикoцијанобактериум.
Примерок: 7 соеви за лабораториските култури; 579 океански метагеномски примероци; за мерењето во еуфотичката зона: слободноживеечки n = 27 и поврзани со честички n = 25.
- Експериментите за создавање биофилм, раст и ослободување јаглерод биле направени со лабораториски култури; теренските податоци покажуваат присуство на клетките на честички, но сами по себе не утврдуваат колку често се одвиваат лабораториски измерените процеси во природата.
- Разликата меѓу клетките означени како „слободноживеечки“ и „поврзани со честички“ е оперативна и се заснова на големината на филтрираните фракции.
- Проценката за можниот извоз на јаглерод е условна, а авторите ја нарекуваат многу груба; зависи од изобилството на организмот на површината, прилепувањето за честички и можната потрошувачка додека тоне.
