Крихітні бактерії та вуглець: вчені розкрили великий секрет Балтійського моря (фото)
Мікроорганізми в Балтійському морі можуть відігравати більшу роль у перенесенні вуглецю в глибші води, ніж можна було б припустити, зважаючи на їхні розміри. Це доводить дослідження Стокгольмського університету.
Вчені виявили, що крихітні пікоціанобактерії можуть утворювати колонії та скупчення, завдяки чому більша частина їхньої біомаси опускається нижче поверхні. Коли ця біомаса опускається з поверхневих вод у глибші шари моря, вуглець переноситься разом з нею, пише Phys.org.
Фітопланктон, такий як пікоціанобактерії, є основною складовою циклу вуглецю в океані. Шляхом фотосинтезу він поглинає вуглекислий газ (CO₂), причому на фітопланктон припадає приблизно половина глобального фотосинтезу.
Цей процес відомий як "біологічний насос". Він допомагає регулювати вміст CO₂ в атмосфері та є важливою складовою глобального циклу вуглецю. У прибережних морях, таких як Балтійське море, розпад опускаючогося фітопланктону також може безпосередньо сприяти утворенню бідних на кисень придонних вод.
Пікоціанобактерії належать до найдрібніших і найпоширеніших видів фітопланктону. Діаметр їхніх клітин становить менше 2 мікрометрів, або менше однієї мільйонної метра. Оскільки окремі клітини настільки малі, зазвичай не очікується, що вони зможуть ефективно опускатися самостійно.
Раніше проведені дослідження показали, що ці мікроорганізми можуть робити значний внесок у винос вуглецю, але залишалося незрозумілим, як їхня біомаса досягає глибших шарів води. Нове дослідження вказує на агрегацію як важливу складову цього процесу.
Дослідники з Морської екологічної лабораторії (MEL) проводили вимірювання пікоціанобактерій у Балтійському морі навесні та влітку. Зразки відбирали з поверхневих вод, а також з глибин 25 і 75 метрів. Команда також використовувала осадові пастки, розміщені нижче освітленої сонцем поверхневої зони, для збору частинок, що опускаються у воді.
Дослідники поєднали мікроскопію та проточну цитометрію з генетичним аналізом проб води та матеріалу, зібраного в осадових пастках. Вони також розділили частинки за розміром. Більші клітини та частинки розміром понад 10 мікрометрів збирали в одну фракцію, тоді як менші клітини пропускали через другий фільтр з порами розміром 0,2 мікрометра.
Результати показали, що пікоціанобактерії становили значну частку фітопланктонної спільноти. Їхній внесок у осідаючу біомасу загалом був пропорційний їхній чисельності у поверхневих водах. Однак дослідники виявили чіткі відмінності між штамами пікоціанобактерії Synechococcus.
Деякі штами Synechococcus частіше зустрічалися у фракції більших частинок та у матеріалі, зібраному осадовими пастками. Це вказує на те, що ці штами з більшою ймовірністю утворювали колонії або скупчення, а потім осідали.
Мартін Екман, головний автор дослідження та колишній науковий співробітник кафедри екології, навколишнього середовища та рослинних наук Стокгольмського університету, зазначив: "У цьому дослідженні ми продемонстрували, що властивості агрегації варіюються серед штамів пікоціанобактерій і що ступінь агрегації безпосередньо визначає масштаби винесення".
Дослідники також спостерігали сезонні відмінності між штамами, що утворювали колонії, та тими, що переважно залишалися окремими клітинами. Це свідчить про те, що агрегація може бути важливою екологічною ознакою, яка впливає на те, як різні штами реагують на зміни в навколишньому середовищі.
Результати показують, що навіть надзвичайно дрібні організми можуть впливати на те, як вуглець переміщується в морських екосистемах. Їхня здатність об'єднуватися у більші частинки може визначати, яка частина їхньої біомаси залишає поверхневі води та досягає більших глибин.
Інші новини науки
- Звичайна лампа у Каліфорнії продовжує світити уже понад 125 років, хоча за цей час змінилися технології, електричні системи та навіть сам підхід до виробництва ламп.
- Вчені відтворили обличчя одного з перших Homo Sapiens. На думку дослідників, він жив 315 тисяч років тому.