کشف میکروب‌های عامل تثبیت کربنی در عمق اقیانوس‌ها

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس‌نیوز، باکتری­‌ های “نیترواسپینا” ( Nitrospinae ) با استفاده از ترکیب نیتریت، کربن دی‌اکسید غیرمعدنی را به قند و دیگر ترکیبات برای تغذیه و تولید مثل تبدیل می‌کنند. این باکتری­ها عامل 15 تا 45 درصد از چنین تثبیت کربنی در شمال غربی اقیانوس اطلس هستند.

تیم تحقیقاتی اعلام کرد: اگر این میکروب‌ها در سراسر دنیا به همین فراوانی وجود داشته باشند، این درصد تثبیت کربن می‌تواند رقمی جهانی باشد. همچنین برخی داده‌ها نشان می‌دهد که باکتری‌­ها هم با همین فراوانی یافت می­شوند.

“ماریا پاکیاداکی”( Maria Pachiadaki )، اکولوژیست میکروبی در آزمایشگاه علوم اقیانوس “بیگ الو”( Bigelow ) در شرق “بوثبی”( (Boothbay در ایالت مین آمریکا و سرپرست تیم تحقیقاتی گفت: مقدار تثبیت کربنی نیترواسپینا در مقایسه با تثبیت کربنی در خشکی توسط میکرو ارگانیسم‌هایی مانند گیاهان یا در قسمت‌های آفتابی اقیانوس اندک است.

اما به نظر می‌رسد این موضوع برای بهره­وری و سلامت 90 درصد از اقیانوس که عمق زیادی داشته و برای انجام فتوسنتز بیش از حد تاریک است، از اهمیت زیادی برخوردار باشد. این باکتری‌ها احتمالا اساس شبکه غذایی در بیشتر این قلمرو عظیم در اقیانوس هستند.

اقیانوس‌ها بیش از دو سوم از سطح زمین را پوشانده‌اند و بیشتر این آب‌ها در تاریکی قرار دارند.

در بخش‌های کم عمق آفتابی اقیانوس، موجودات میکروبی به نام فیتوپلانکتون، کربن دی‌اکسید را از طریق عمل فتوسنتز تثبیت می‌کنند. اما در قسمت‌های عمیق اقیانوس که نور خورشید به آن نمی­رسد، میکروب‌هایی که از انرژی شیمیایی حاصل از ترکیباتی از جمله آمونیوم یا هیدروژن سولفید استفاده می‌کنند، تامین انرژی این بخش از چرخه کربنی را به عهده دارند.

این میکروب‌های کمتر شناخته شده در واقع عامل تثبیت کربن در بخش‌های تاریک اقیانوس هستند. محتمل‌ترین گروه از این میکروب‌ها، باستانیان (آرکیا) اکسیدکننده آمونیوم (موجودات تک سلولی مشابه باکتری‌ها) هستند که به عنوان “شگفت باستانیان “( Thaumarchaeota ) شناخته می‌شوند، زیرا بیشترین تعداد میکروب­ها را در قسمت‌های تاریک اقیانوس شامل می­شوند.

“پاکیاداکی” گفت: هیچ دلیلی مبنی بر اینکه میکروب­های باستانیان عامل اصلی تثبیت در این آب‌ها هستند، وجود ندارد. در واقع مطالعات پیشین بر روی تثبیت کربن در این عمق از اقیانوس نشان داد که در تطابق با مشاهدات، اکسیدکننده‌های آمونیوم این فرایند را با سرعت کافی انجام نمی‌دهند.

وی افزود: انرژی به دست آمده از اکسیداسیون آمونیوم به اندازه­ای نیست که بتواند میزان تثبیت کربنی در عمق تاریک اقیانوس را توضیح دهد.

تیم تحقیقاتی درباره اینکه عامل این فرایند مهم، گروه متفاوتی از میکروب‌ها هستند، تردید داشتند. نیترواسپینا که از ترکیبات شیمیایی نیتریت استفاده می‌کند، درعمق­های تاریک اقیانوس به وفور مشاهده شده است. با این حال تاکنون این میکروب به خوبی مورد بررسی قرار نگرفته است.

بنابراین تیم تحقیقاتی 3 هزار و 463 ژنوم یا طرح ژنتیکی از موجودات تک سلولی که در 39 نمونه از آب دریای جمع‌آوری شده از شمال غربی اقیانوس اطلس از مناطق “شفق”( (twilight 200 متر پایین­تراز سطح دریا تا عمیق‌ترین نقطه یعنی 9 هزار متر پایین­تر ازسطح دریا را مورد بررسی قرار دادند.

در این بررسی بیشترین تعداد میکروب­های نیترواسپینا در این ناحیه به ویژه در ناحیه شفق مشاهده شد.

هر چند هنوز تعداد این میکروب­ها بسیار کمتر از تعداد شگفت‌باستانیان اکسید کننده آمونیوم است. اکسید کننده‌های آمونیوم در تثبیت کربن بهتر عمل می‌کنند و به مقدار اندکی نیتریت برای این فرایند نیاز دارند.

هرچند محققان می‌دانند که این باکتری­ها برای تولید انرژی از نیتریت استفاده می­کنند، مطالعه جدید نشان داد که این ترکیب منبع اولیه انرژی برای میکروب­ها است.

“فرانک استوارت”( Frank Stewart )، محقق موسسه فناوری جورجیا گفت: این مطالعه نشان داد که چگونه پیشرفت­ روش­های ژنومی می­تواند فرضیه­‌های مربوط به متابولیسم و محیط زیست را شکل دهد.

وی افزود: یافته‌­ها نشان داد که محققان نیاز به تفکر دوباره درباره انرژی و چرخه مواد در نقاط تاریک اقیانوس دارند. تا زمانی که این منطقه از اقیانوس به طور کامل مورد مطالعه قرار گیرد، مطالعاتی شبیه به این، مدل­هایی هستند که نشان می­دهد چگونه باید این شکاف دانش پر شود.

انتهای پیام

منبع:ایسنا

  • facebook
  • googleplus
  • twitter
  • linkedin
  • linkedin
قبلی «
بعدی »

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *