Από τα βάθη:Πώς τα βακτήρια συλλαμβάνουν τον άνθρακα στο «Twilight Zone»

Στην τεράστια έκταση των ωκεανών του κόσμου, υπάρχει μια αινιγματική σφαίρα γνωστή ως ζώνη λυκόφωτος- μια περιοχή μεσαία νερό που λαμβάνει μόνο μια λάμψη του ηλιακού φωτός. Αυτή η φωτεινή φωτεινή ζώνη, που εκτείνεται σε βάθη 200 έως 1.000 μέτρων, διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη σύλληψη και τη δέσμευση του άνθρακα, χάρη στις μοναδικές δυνατότητες ορισμένων βακτηρίων που βρίσκονται εκεί.

Γνωρίστε τα βακτηρίδια που συλλέγουν άνθρακα:

Μεταξύ της διαφορετικής μικροβιακής κοινότητας που κατοικεί στη ζώνη λυκόφωτος, μια επιλεγμένη ομάδα βακτηρίων ξεχωρίζει για την αξιοσημείωτη ικανότητά τους να συλλάβουν και να αποθηκεύουν άνθρακα. Αυτά τα βακτήρια χρησιμοποιούν διάφορους μηχανισμούς για να αξιοποιήσουν το περιορισμένο διαθέσιμο φως και να το χρησιμοποιήσουν για φωτοσύνθεση, τη διαδικασία με την οποία τα φυτά και μερικά βακτήρια μετατρέπουν το φως του ήλιου σε χημική ενέργεια.

1. Prochlorococcus:

Το Prochlorococcus, ένα θαλάσσιο κυανοβακτήριο, είναι ένα από τα πιο άφθονα φωτοσυνθετικά βακτήρια στη ζώνη λυκόφωτος. Αυτοί οι μικροσκοπικοί οργανισμοί, που μετράνε μόλις 0,5 έως 0,8 μικρομέτρων σε μέγεθος, περιέχουν χρωστικές χλωροφύλλες που τους επιτρέπουν να συλλάβουν και να χρησιμοποιούν το αχνό μπλε φως που διεισδύει στα βάθη.

2. Roseobacters:

Το Roseobacters αντιπροσωπεύει μια ομάδα ετεροτροφικών βακτηρίων που διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στην ποδηλασία άνθρακα. Παρόλο που δεν είναι τα ίδια τα φωτοσυνθετικά, τα Roseobacters συμβάλλουν έμμεσα στη σύλληψη άνθρακα με τη διάσπαση της οργανικής ύλης, απελευθερώνοντας το CO2 στη διαδικασία. Αυτό το CO2 μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί από άλλους οργανισμούς για φωτοσύνθεση.

Μηχανισμοί καταγραφής άνθρακα:

Τα βακτήρια στη ζώνη λυκόφωτος χρησιμοποιούν αρκετές καινοτόμες στρατηγικές για τη σύλληψη και την αποθήκευση άνθρακα:

1. Φωτοσύνθεση:

Τα φωτοσυνθετικά βακτήρια, όπως ο Prochlorococcus, χρησιμοποιούν την ενέργεια από το ηλιακό φως για να μετατρέψουν το CO2 σε οργανικές ενώσεις, όπως τα σάκχαρα και οι πρωτεΐνες. Αυτή η διαδικασία όχι μόνο θρέφει τα βακτήρια αλλά και κλειδώνει τον άνθρακα στη βιομάζα τους.

2. Φύση άνθρακα:

Τα Roseobacters και άλλα ετεροτροφικά βακτήρια συμβάλλουν στη σταθεροποίηση του άνθρακα με τη διάσπαση της οργανικής ύλης, απελευθερώνοντας το CO2 στη διαδικασία. Αυτό το CO2 μπορεί στη συνέχεια να σταθεροποιηθεί από φωτοσυνθετικούς οργανισμούς, ανακυκλώνοντας αποτελεσματικά τον άνθρακα μέσα στη ζώνη Twilight.

Σημασία και οικολογικές επιπτώσεις:

Οι δυνατότητες σύλληψης άνθρακα των βακτηρίων στη ζώνη Twilight έχουν βαθιές οικολογικές και παγκόσμιες επιπτώσεις:

1.

Η ζώνη λυκόφωτος λειτουργεί ως φυσικός νεροχύτης άνθρακα, με τα βακτήρια να διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στην απομάκρυνση του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και στην αποθήκευση τους στη βιομάζα και το περιβάλλον. Αυτή η διαδικασία βοηθά στη ρύθμιση των επιπέδων του ατμοσφαιρικού CO2 και στον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής.

2. Υποστήριξη ιστού τροφίμων:

Τα φωτοσυνθετικά βακτηρίδια στη ζώνη λυκόφωτος αποτελούν το θεμέλιο του ιστού μεσοπελαγικών τροφίμων. Χρησιμεύουν ως πρωταρχική πηγή τροφής για διάφορους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ζωοπλαγκτόν, των ψαριών και των θαλάσσιων θηλαστικών, υποστηρίζοντας διάφορα οικοσυστήματα σε όλο τον ωκεανό.

3. Ανακύκλωση θρεπτικών ουσιών:

Η διάσπαση της οργανικής ύλης από ετεροτροφικά βακτήρια στη ζώνη λυκόφωτος συμβάλλει στην ανακύκλωση θρεπτικών ουσιών. Η απελευθέρωση των θρεπτικών ουσιών, όπως το άζωτο και ο φωσφόρος, υποστηρίζει την πρωτογενή παραγωγή σε επιφανειακά ύδατα, τροφοδοτώντας περαιτέρω το θαλάσσιο οικοσύστημα.

Σύναψη:

Η ζώνη λυκόφωτος, με τα βακτηρίδια του άνθρακα, αποτελεί μαρτυρία για τα κρυμμένα θαύματα και περίπλοκες διαδικασίες που εμφανίζονται βαθιά μέσα στους ωκεανούς. Με το ξεκλείδωμα των μυστικών αυτών των μικροβιακών κοινοτήτων, κερδίζουμε πληροφορίες για τον κύκλο άνθρακα του πλανήτη, τη δυναμική του οικοσυστήματος και τον κρίσιμο ρόλο που διαδραματίζουν στη διατήρηση της λεπτής ισορροπίας του μπλε πλανήτη μας.