گرم‌شدن اقیانوس‌ها میکروبی را تهدید می‌کند که نزدیک به یک‌سوم اکسیژن زمین را تولید می‌کند
فتوسنتز ، فرآیندی که از انرژی خورشیدی برای تأمین انرژی بیشتر در شبکه های غذایی زمین استفاده می کند ، چنین مکانی پر جنب و جوش نبود.
با توجه به افق میهن و به نقل از Sciencealert ؛ گونه های مختلف گیاهان ، جلبک ها و seianobacteria این سرویس را ارائه می دهند ، اما هیچ یک مانند پروبلوروکوک ، معروف به فراوان ترین موجودات فتوسنتزی زمین عمل نمی کنند. این میکروبهای دریایی بسیار کوچک ، حتی در مقایسه با سایر سینونوباکتریک ها ، تأثیر زیادی بر روی و فراتر از زیستگاه آن دارند و تقریباً یک سوم از تولید اکسیژن زمین را فراهم می کنند و یک پایه اساسی برای شبکه های غذایی است.
با این حال ، یک مطالعه جدید نشان می دهد که پروچلوروکوک و موجودات مرتبط با آن ممکن است نسبت به آنچه قبلاً تصور می شد در برابر اقیانوس ها آسیب پذیرتر باشند.
پراکندگی و اهمیت پروبلوروکوک
این میکروبها در بیش از ۵ ٪ از چراغهای اقیانوس یافت می شوند و بیشترین فراوانی را در مناطق گرمسیری دارند ، جایی که آنها با شرایط گرم و کم مواد مغذی سازگار هستند.
François Ribalt ، دانشگاه واشنگتن اقیانوس شناس و نویسنده اصلی این مطالعه ، می گوید:
“در مناطق گرمسیری در مناطق گرمسیری ، آب روشن و زیبا است زیرا تقریباً موجودی دیگری به جز پروبلوروکوک وجود ندارد.”
با توجه به این سازگاری گرما ، برخی از کارشناسان تصور می کردند که جوانه به خوبی مقابله می کند زیرا اقیانوس ها به دلیل سوزاندن سوخت های فسیلی و کاهش جذب کربن ، دمای اقیانوس ها را افزایش می دهند.
با این حال ، مطالعه جدید نشان می دهد که گرمتر بودن همیشه برای پروبلوروکوک بهتر نیست.
دامنه دمای ایده آل و تهدیدات ناشی از گرما
دامنه ایده آل این میکروب بین ۲ تا ۲ درجه سانتیگراد است و انتظار می رود بسیاری از آب گرمسیری و نیمه حلال در پنج سال آینده از این سطح بالاتر فراتر رود.
ریبالت توضیح می دهد:
“تصور می شد در آینده برای آینده خوب عمل کرده است ، اما در گرمترین مناطق خوب نیست ، به این معنی که کربن کمتری برای سایر اعضای غذاهای دریایی تهیه می شود.”
مطالعه گسترده در زیستگاه طبیعی
بسیاری از داده های قبلی مربوط به سلولهای کشت شده در آزمایشگاه بودند. بنابراین ریبال و همکارانش داده های جدیدی را از Prochlorococcus وحشی در زیستگاه طبیعی خود جمع آوری کردند.
در طی دو سفر تحقیقاتی در طی پنج سال گذشته ، آنها حدود ۲ میلیارد سلول پروبلوروکوکوس را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند.
آنها با استفاده از یک سیتوم مخصوص که ریبالت در توسعه آن نقش داشت ، می توانند این میکروب های کوچک فتوسنتزی را شناسایی کنند.
نتایج کلیدی
• میزان تقسیم سلولی به عرض جغرافیایی تغییر یافت و این مربوط به تغییر دما بود ، نه سبک یا مواد مغذی.
• بهترین عملکرد میکروب ها در آبها در ۲ تا ۵ درجه بود ، اما مشکلات قابل توجهی بالاتر از محدوده داشت.
• در آب گرمتر از حدود ۲ درجه ، میزان تقسیم سلولی به یک سوم کاهش یافته است. ریبالت می گوید: “دمای تحمل آنها بسیار پایین تر از آن چیزی است که فکر می کردیم.”
چالش های زیست محیطی
دریاهای گرمسیری به دلیل دمای پایین آنها مغذی هستند و این باعث محدودیت چرخه مواد مغذی عمودی می شود. پروبلوروکوک و سایر سینانوباکتری ها با اندازه کوچک و ژنوم جمع و جور سازگار هستند.
با این حال ، از بین بردن قطعات ژنتیکی اضافی ممکن است باعث از بین رفتن ژنهای قدیمی مرتبط با پاسخ به استرس و محدود کردن مقاومت آنها در افزایش سریع درجه حرارت شود.
این شرایط ممکن است Synechococcus ، گروه دیگر Sianobacter را در مناطق گرمسیری و نیمه طبیعی تقویت کند. این میکروب ها گرمای بیشتری را تحمل می کنند اما به مواد مغذی بیشتری احتیاج دارند. هنوز مشخص نیست که چگونه پروچلوروکوک کاهش می یابد ، چگونه بر شبکه های غذایی تأثیر می گذارد.
پیش بینی ها تا پایان قرن
مطالعه نشان می دهد:
• تولید پروبلوروکوک تا پایان این قرن می تواند در مناطق گرمسیری ۵ ٪ کاهش یابد و در یک سناریوی شدیدتر ۵ ٪ کاهش یابد.
• جهانی ، کاهش تولید در سناریوی متوسط ۲ ٪ و در سناریوی شدید ۱ ٪ است.
• دامنه جغرافیایی این میکروب ها به قطب ها گسترش می یابد ، اما آنها ناپدید نمی شوند ، اما زیستگاه آنها حرکت می کند.
محدودیت ها و امید
محققان به محدودیت هایی اشاره می کنند ، از جمله روش هایی که ممکن است وجود گونه های مقاوم در برابر گرما را پنهان کند. بسیاری از مناطق مهم گرمسیری هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است.
ریبالت می گوید: “اگر شواهد جدیدی از گونه های مقاوم در برابر گرما پیدا کنیم ، امیدواریم.” “این کشف می تواند نوید بقا و ثبات این موجودات حیاتی را بدهد.”
این مطالعه در مجله Nature Microbiology منتشر شده است.
