Besinlerden alg gelişimine kadar ‘fitoplankton fabrikası’
Tüm yaşam, okyanustaki yaşam da dahil olmak üzere küçük ölçekte başlar. Fitoplankton adı verilen mikroskobik bitkiler, deniz ekosistemi için önemli bir temel oluşturur ve nihayetinde balık stoklarının nasıl geliştiğini ve okyanus tarafından ne kadar atmosferik karbondioksit alınacağını belirler. Deniz ekosisteminin temelini anlamak, insan nüfusunun geleceği için iki temel soru açısından önemlidir: beslenme ve iklim.
Scripps Oşinografi Enstitüsü, Dalhousie Üniversitesi, Liverpool Üniversitesi ve GEOMAR Helmholtz Okyanus Araştırma Merkezi Kiel’deki bilim adamları, okyanusta fitoplankton büyümesini incelemek için yeni bir model geliştirdiler. Araştırma kısmen tarafından finanse edildi ABD Ulusal Bilim Vakfı ve yılında yayınlandı Bilim Gelişmeleri.
Bir program olan Mike Sieracki, “Yeni yöntemler ve araçlar, fitoplankton hücrelerindeki metabolik yolların ve okyanustaki mikro besinlerin ayrıntılı analizlerini mümkün kıldığından, bunun gibi yeni modeller, değişen bir okyanusta daha büyük ölçeklere ve hatta küresel döngülere genelleme yapmamıza yardımcı olacak” dedi. NSF’nin Okyanus Bilimleri Bölümü’nde müdür.
Model, Güney Okyanusu’ndaki fitoplankton büyüme oranlarının doğru tahminlerini sağlamak için metaproteomik – mikrobiyal proteinlerin incelenmesi – ve çevresel verilerle birleştirildi.
Çalışmanın baş yazarı Dalhousie’den Scott McCain, “Fitoplankton büyümesini endüstriyel üretim gibi düşünebilirsiniz: malzemeler fabrikaya gelir ve montaj hatlarında işlenerek nihai ürünü oluşturur” dedi. “Çıktıyı veya fabrikadan çıkan ürün miktarını nasıl artıracağımızı kendimize sorduk.” Fitoplanktona uygulandığında, bu onların nasıl daha hızlı büyüyebileceklerini sormak anlamına gelir.
“Fitoplanktonun bunu yapmak için ‘hücresel montaj hatlarını’ yeniden düzenlediğini bulduk” dedi. GEOMAR Araştırmanın ortak yazarlarından araştırmacı Eric Achterberg. “Fitoplanktonun büyümesi için önemli olan demir ve manganez de dahil olmak üzere mevcut besinlerin miktarıyla değil, büyümeleri için kaynak maddeleri işleyen fitoplanktondaki ‘hücresel montaj hatları’nın değişikliklere nasıl uyum sağladığı sorusuyla ilgileniyorduk. .”
Araştırmacılar, bu süreçleri simüle etmelerini sağlayan matematiksel bir fitoplankton modeli oluşturdular. Model, Güney Okyanusu’ndan metaproteomik, çözünmüş demir ve manganez hakkındaki laboratuvar ve seyir verilerine bağlandı. Achterberg, “Sonuçlarımız, kümülatif hücresel maliyetlerin, çevresel koşulların fitoplanktonun büyümesini nasıl değiştirdiğini belirlediğini gösteriyor” dedi.
McCain, “Bu, fitoplanktonun okyanusta nasıl büyüyeceğine dair daha iyi tahminlere yol açacaktır” diye ekledi. Bulgular, balık stoklarının gelişimi ve küresel iklim değişikliği tahminleri için de önemlidir.