یک مطالعه جدید نشان می دهد که “نقاط مهم” از مواد مغذی اطراف فیتوپلانکتون — که ریز جلبک دریایی تولید حدود نیمی از اکسیژن تنفس می کنیم هر روز — بازی یک outsized نقش را در انتشار گاز های درگیر در تشکیل ابر و آب و هوا و مقررات.

تحقیقات جدید quantifies راه خاص دریایی باکتری های فرآیند کلیدی شیمیایی به نام dimethylsulfoniopropionate (DMSP) است که تولید مقدار زیادی توسط فیتوپلانکتون. این ماده شیمیایی نقش محوری در راه گوگرد و کربن مصرف کنید توسط میکروارگانیسم ها در اقیانوس و منتشر شده به اتمسفر است.

کار گزارش شده است در مجله Nature Communicationsدر یک مقاله توسط دانشگاه MIT فارغ التحصیل و دانشجو گیلاس گائو سابق MIT استاد مهندسی عمران و محیط زیست روم استاکر (در حال حاضر استاد در ETH زوریخ در سوئیس) در همکاری با ژان-باپتیست Raina و استاد جاستین سیمور از دانشگاه فناوری سیدنی در استرالیا و چهار نفر دیگر.

بیش از یک میلیارد تن از DMSP تولید سالانه توسط میکروارگانیسم ها در اقیانوس حسابداری برای 10 درصد از کربن است که گرفته می شود تا توسط فیتوپلانکتون — اصلی “نزول” به صورت دی اکسید کربن بدون که این گاز گلخانه ای خواهد بود تا ساختمان و حتی سریع تر در جو است. اما دقیقا چگونه این ترکیب پردازش می شود و چگونه آن را متفاوت شیمیایی مسیرهای شکل به جهانی کربن و گوگرد چرخه تا به حال نشده است به خوبی درک کرد که در حال حاضر در گائو می گوید.

“DMSP است که عمده منبع مواد مغذی برای باکتری,” او می گوید. “آن را برآورده تا 95 درصد از باکتری گوگرد و تقاضا تا 15 درصد از باکتری کربن تقاضا در اقیانوس. بنابراین با توجه به همه جا و فراوانی DMSP ما انتظار داریم که این فرآیندهای میکروبی می توانست نقش مهمی در جهانی گوگرد چرخه.”

گائو و همکاران او اصلاح شده ژنتیکی دریایی باکتری به نام Ruegeria pomeroyi باعث آن را به fluoresce زمانی که یکی از دو مسیر برای پردازش DMSP فعال شد, امکان نسبی بیان فرآیندهای تجزیه و تحلیل شود تحت شرایط مختلف است.

یکی از دو مسیر به نام demethylation تولید کربن و گوگرد بر اساس مواد مغذی است که میکروب ها می توانید استفاده کنید برای حفظ رشد خود را. دیگر مسیر نامیده می شود رخ, تولید گاز به نام dimethylsulfide (DMS) که گائو توضیح می دهد که “مرکب است که مسئول بوی دریا. من در واقع بوی اقیانوس زیادی در آزمایشگاه زمانی که من در تجربه.”

DMS گاز مسئول بسیاری از بیولوژیک مشتق از گوگرد است که وارد جو از اقیانوس ها. هنگامی که در فضای ترکیبات گوگرد هستند یک منبع کلیدی از تراکم برای مولکول های آب تا غلظت آنها در هوا تاثیر می گذارد هر دو الگوهای بارندگی و به طور کلی بازتاب اتمسفر از طریق ابر نسل. درک فرایند مسئول بسیاری از این تولید می تواند مهم در راه های متعدد برای پالایش آب و هوا ،

کسانی که آب و هوا مفاهیم هستند “چرا ما علاقه مند به دانستن زمانی که باکتری ها تصمیم به استفاده از این رخ مسیر مقابل demethylation مسیر” به منظور بهتر درک می کنیم چقدر مهم DMS تولید می شود تحت چه شرایط گائو می گوید. “این یک سوال باز برای حداقل دو دهه است.”

این مطالعه جدید نشان داد که غلظت DMSP در مجاورت تنظیم که مسیر باکتری استفاده کنید. در زیر برخی غلظت demethylation غالب بود اما بالاتر از سطح حدود 10 micromoles به رخ فرایند تحت سلطه.

“آنچه که واقعا تعجب آور به ما شد و پس از آزمایش با مهندسی باکتری های ما نشان داد که غلظت DMSP در آن رخ مسیر غالب است بالاتر از حد انتظار — سفارشات از قدر بالاتر از متوسط غلظت در اقیانوس,” او می گوید.

که نشان می دهد که این روند به سختی صورت می گیرد تحت معمولی اقیانوس شرایط محققان به این نتیجه رسیدند. بلکه microscale “نقاط مهم” از بالا DMSP غلظت احتمالا مسئول بسیار نامتناسب میزان جهانی تولید DMS. این microscale “نقاط مهم” هستند و مناطق اطراف برخی از گیاهان شناور که در آن سلول های بسیار بالا مقدار DMSP در حال حاضر در حدود یک هزار برابر بیشتر از میانگین اقیانوسی غلظت.

“ما در واقع یک شرکت جوجه کشی آزمایش بین مهندسی باکتری ها و DMSP-تولید فیتوپلانکتون” گائو می گوید. این آزمایش نشان داد “که در واقع باکتری ها افزایش خود را بیان DMS-تولید مسیر و نزدیک به فیتوپلانکتون.”

جدید تجزیه و تحلیل باید کمک به محققان در درک جزئیات کلیدی از این که چگونه این میکروسکوپی دریایی موجودات از طریق خود جمعی و رفتار مؤثر در مقیاس جهانی biogeochemical و فرآیندهای آب و هوایی, محققان می گویند.

تیم تحقیقاتی شامل MIT و ETH زوریخ دانشجویان مقطع فوق دکترا Vicente Fernandez and Kang Soo Lee, دانشجوی کارشناسی ارشد سیمونا Fenizia و پروفسور گئورگ Pohnert در فریدریش شیلر دانشگاه در آلمان است. کار پشتیبانی توسط گوردون و بتی مور بنیاد Simons, بنیاد, بنیاد ملی علوم و شورای پژوهش استرالیا.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.rushrtco.de