Ang maliit na dagat na “mga snowflake” ay may malaking papel sa dagat

Ang mga maliliit na “snowflake” ng dagat ay napakahalaga para sa balanse ng nutrisyon ng mga karagatan. Ang maliit na butil na ipinakita dito ay napakalakas – sa katunayan, ang maliliit na mga maliit na butil ay tungkol lamang sa lapad ng isang buhok ng tao, kaya’t bihira silang makita. Kredito: Max Planck Institute para sa Marine Microbiology / C. Carthuser at S. Ahmercomb

Ang mga bagong tuklas mula sa mga siyentipiko ng Bremen ay makakatulong sa karagdagang pagbuo ng mga modelo ng biochemical na kinasasangkutan ng sirkulasyon ng marine nitrogen.

Sa malalim na tubig na bumubuo sa batayan ng mga sona ng produksyon ng karagatan, mayroong patuloy na pag-ulan ng mga organikong bagay na tinatawag na ‘sea ice’. Ang sea ice ay hindi lamang mukhang totoong yelo ngunit magkatulad ang kilos: ang malalaking kaliskis ay bihira at maglalaan ng oras upang maging mas maliit na kaliskis kapag mabilis silang mahulog. Natuklasan ngayon ng mga siyentipiko ng Bremen at Kiel na tiyak na ang mga tampok na iyon ay nagpapaliwanag kung bakit ang maliliit na mga particle ay may mahalagang papel sa balanse ng nutrient ng mga karagatan. Ang mga natuklasan na ito ay nai-publish na sa Kalikasan Komunikasyon at mag-aambag sa karagdagang pag-unlad ng mga modelo ng biochemical na kinasasangkutan ng sirkulasyon ng marine nitrogen.

Ang isang pangkat ng mga siyentipiko mula sa Max Planck Institute para sa Marine Microbiology, ang Max Planck Institute for Meteorology at ang Geomer – Helmholtz Center for Ocean Research ay pinag-aaralan ang mga proseso ng biokimika sa low zone ng oxygen sa silangang rehiyon ng South Pacific sa Peru. Hangad na maunawaan kung paano nakakaapekto ang mga particle na ito sa siklo ng nitrogen sa mababang zone ng oxygen, nakatuon ang mga mananaliksik sa tinatawag na mga sea particle ng dagat na may iba’t ibang laki na binubuo ng mga labi ng algae at iba pang organikong bagay.

Sa gayon, nalutas nila ang matagal nang misteryo: paano nakukuha ng mga sustansya na naipon sa loob ng mga maliit na butil ang malayang nakasuspindeng bakterya ng anamox sa kolum ng tubig?

Ang isang mabuting bagay ay magiging higit pa

Ang pinakamababang mga oxygen zone ay mga lugar ng karagatan kung saan kaunti o walang oxygen ang natunaw sa tubig. Dahil ang karamihan sa mga hayop ay nangangailangan ng oxygen upang huminga, hindi sila makakaligtas sa mga tubig na ito. Hindi nakakagulat, ang mga mababang oxygen zone ay tinukoy din bilang mga patay na sona ng dagat. Ang mga minimal na zone ng oxygen ay isang natural na kababalaghan, ngunit nahanap na palawakin sa maraming bahagi ng karagatan bilang resulta ng aktibidad ng tao. Ang pag-init ng mundo ay nag-aambag sa pagbawas ng konsentrasyon ng oxygen dahil ang mainit na tubig ay nag-iimbak ng mas kaunting oxygen. Ang mainit na ibabaw na tubig ay mas mababa rin ang halo sa malalim, malamig na tubig sa ilalim, sa gayon binabawasan ang pagwawalang-kilos at bentilasyon.

Ang minimum na mapa ng zone ng oxygen

Mapa na may pangkalahatang-ideya ng mga minimum na zone ng oxygen. Ang pinakamalaki ay matatagpuan sa karagatan at Gitnang Amerika, ngunit ang mga mababang lugar ng oxygen ay matatagpuan din sa Dagat Baltic. Ipinapahiwatig ng pulang kahon ang minimum na oxygen zone sa Peru kung saan nakolekta ang mga sample para sa pag-aaral na ito. Kredito: Max Planck Institute para sa Marine Microbiology / S. Ahmercomb

Ang mga pagbabago sa siklo ng nitrogen ay maaari ding makasama sa konsentrasyon ng oxygen ng dagat. Ang nitrogen ay isang mahalagang pagkaing nakapagpalusog na kailangan ng mga hayop at halaman na lumago. Karaniwan na bihira sa karagatan, ang mga napoproseso na nitrogen compound ay lalong matatagpuan sa maraming mga lugar sa baybayin. Gumagamit ang mga tao ng maraming halaga ng pataba na may nitrogen compound tulad ng ammonium at nitrate para sa agrikultura, at hahanapin ang mga nutrient na ito na papunta sa dagat sa pamamagitan ng mga ilog at kapaligiran.

Maaari itong magkaroon ng mga seryosong kahihinatnan. Ang mga karagdagang nutrisyon ay nagpapabuti sa paglago ng phytoplankton. Kapag namatay ang mga organismo ng planktonic, nabubulok sila ng bakterya. Sa panahon ng prosesong ito, ang bakterya ay sumisipsip ng oxygen at bumababa ang konsentrasyon ng oxygen. Kapag ang oxygen ay ganap na nahihigop, ang mga anaerobic microbial na proseso ay nagaganap, kung saan ang mga microbes ay “huminga” ng mga nitrogen compound sa halip na oxygen, na naglalabas ng nitrate, nitrite, at ammonium pabalik sa kapaligiran bilang nitrogen gas.

Anong mga kadahilanan ang nagtutulak ng pagkawala ng nitrogen?

Ang pinagsamang, anaerobic anaerobic microbial na proseso ng paghinga at pagtaboy sa mga oxygen na kulang na mga zone ay humantong sa pagkawala ng hanggang sa 40 porsyento ng nitrogen sa mga karagatan. Gayunpaman, ang regulasyon ng mga proseso ng pagkawala ng microbial nitrogen sa mga naubos na oxygen zone ay hindi pa nauunawaan nang mabuti. Ang pagtuon na ito ay nakatuon sa proseso ng anamox, ibig sabihin anaerobic ammonium oxidation na may nitrite.

Sinundan ng mga mananaliksik sa kanilang plano na ang proseso ng anamox ay partikular na mataas kapag ang organikong bagay sa anyo ng mga sea particle ng dagat ay partikular na masagana. Ang kanilang teorya ay ang isang organikong sangkap na may mataas na nilalaman ng matatag na nitrogen na tumutugon sa ammonium upang makapag-reaksyon sa anamox. Kakatwa, ang Anamox bacteria ay tila hindi nakatira sa sea ice, ngunit sa kolum ng tubig. Paano mahahanap ng mga bakteryang ito ang kanilang mga nutrisyon?

Clarissa Carthouse

Clarissa Carthouse sa lab. Sa screen nakikita mo ang isang kulay at napalaking maliit na maliit na butil. Kredito: Max Planck Institute para sa Marine Microbiology / C. Karthusar

Upang malutas ang palaisipan na ito, gumamit ang mga siyentista ng mga camera sa ilalim ng tubig upang sukatin ang masa ng maliit na butil sa mga malalim na profile sa iba’t ibang mga istasyon sa oxygen low zone mula sa Peru. “Napansin namin na ang proseso ng anamox ay pangunahin na nangyayari kung saan maraming mga maliit na maliit na butil,” sabi ni Clarissa Carthuser, ang unang may-akda ng papel kasama si Soren Ahmercombe. “Ipinapahiwatig nito na ang mas maliit na mga maliit na butil ay mas mahalaga sa proseso ng anamox kaysa sa mas malalaking mga maliit na butil – kaya mas maliit ang materyal na ito ay tungkol sa laki ng lapad ng isang buhok ng tao, at sa gayon ay bihirang makita”.

Ang maliliit na mga maliit na butil na ito ay sagana sa haligi ng tubig at dahan-dahang lumubog, kaya’t nanatili sila sa minimum na oxygen zone sa loob ng mahabang panahon. Bukod dito, ang organikong bagay ay napaka-siksik na naka-pack sa maliliit na mga particle, na nagreresulta sa maliliit na kaliskis na nagdadala ng mga sangkap na may katulad na laki bawat maliit na butil sa mas malaking mga kumpol, ibig sabihin sa pangkalahatan ay nagdadala sila ng mas malaking nitrogen.

“Tinantya namin na ang konsentrasyon ng ammonium sa paligid ng mga maliit na butil ay makabuluhang tumaas,” sabi ni Soren Ahmerkamp. “Nangangahulugan ito ng dalawang bagay: una, mas mataas ang bilang ng maliliit na mga particle sa haligi ng tubig at mas mahaba ang haba ng oras na ang bakterya ay malantad sa isang maliit na maliit na butil nang hindi sinasadya. Pangalawa, ang mas mataas na konsentrasyon ng ammonium sa layer ng hangganan ng maliit na butil ay pagkatapos magbigay ng sustansya sa bakterya. “

Mahahalagang resulta para sa mga modelo ng system ng mundo

Ang mga bagong tuklas ay mahalaga para sa pagbuo ng mga modelo ng system ng lupa. “Sa pamamagitan ng pag-aaral na ito, nalutas namin ang isang pangunahing aspeto ng proseso ng Anamox, na kung saan ay gumawa ng isang mahalagang kontribusyon sa isang mas mahusay na pag-unawa sa balanse ng pagkaing nakapagpalusog sa mga karagatan,” sabi ni Marcel Kuipers, pinuno ng departamento ng biokimia sa Max Blank Institute sa Bremen.

“Sa advanced na pag-unawa sa proseso na ito, nagbibigay kami ng isang link sa pagitan ng mga proseso na nauugnay sa maliit na butil at n-pagbibisikleta sa nababago na mga minimum na zone ng oxygen sa mga modelo ng sistema ng mundo ng biochemical upang mas mahusay na suriin ang mga epekto ng anthropological oxidation sa nitrogen cycle.”

Tandaan: Clarissa Carthuser, Soren Ahmerkamp, ​​Hannah K. Merchant, Laura A. Bristow, Helena House, Morton H .. Iverson, Rayner Kiko, Joran Mars, Cout Lavic at Marcel MM. Mga Cypher, Mayo 28, 2021, Mga Komunikasyon sa Kalikasan.
DOI: 10.1038 / s41467-021-23340-4

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang Koponan sa Underwater Archeology ay Nakahanap ng 9,000-Taong-Taong Mga Bato ng Artifact

Kredito: Unibersidad ng Texas sa Arlington Ang pangkat ng arkeolohiya sa ilalim ng dagat ay natagpuan ang mga sinaunang obsidian na natuklap na 2,000 milya...

Nabawasan ang Panganib sa Kanser Kabilang sa Mga Pasyente sa Pagkabigo ng Puso na Gumagamit ng Statins

Ang paggamit ng Statin ay na-link sa isang pinababang panganib ng cancer sa mga pasyente na may kabiguan sa puso. Kredito: European Heart...

Tagumpay sa Teknolohiya ng Ultrathin para sa Revolution ng Night Vision – “Ginawa Namin ang Hindi Makikita”

Sinabi ni Dr. Rosso Camacho Morales na ang mga mananaliksik ay "hindi nakikita, nakikita." May-akda: Jamie Kidston, Australian National University Hayaan may ilaw! ...

Kapag Kakulangan sa Trabaho ng mga empleyado, Nakakuha sila ng Paranoid – At Aggressive

Kung ang mga empleyado ay walang kapangyarihan sa lugar ng trabaho, maaari silang makaramdam ng mahina at paranoid. Sa halip, ang paranoia na...

Ang kabuuang solar eclipses ay nag-iilaw sa solar wind

Pinapayagan ng mga espesyal na filter na masukat ang mga siyentipiko ng iba't ibang mga temperatura sa corona sa panahon ng pangkalahatang mga eclipse...

Newsletter

Subscribe to stay updated.