Batterioplancton (puntini) circondato da un nanoflagellato (bianco), che depreda i batteri. Credito:Rachel Parsons
Gli oceani sono ottimi per assorbire l'anidride carbonica (CO 2 ) dall'aria, ma quando le loro acque profonde sono portate in superficie, gli stessi oceani possono essere una fonte di questo gas serra prevalente.
I modelli del vento insieme alla rotazione della Terra guidano l'acqua dell'oceano profondo e la CO 2 sequestra - verso l'alto, sostituzione delle acque superficiali che si spostano in mare aperto. Un processo noto come upwelling, si verifica sulle coste occidentali dei continenti. Ed è parte di un ciclo infinito in cui CO 2 i livelli nell'oceano di superficie salgono e scendono con un ritmo naturale.
Ma quando CO 2 i livelli salgono, il pH dell'oceano scende, causando l'acidificazione degli oceani. Cercando di esplorare come periodi a breve termine di elevata CO 2 dall'impatto di risalita dei batteri nell'acqua, I ricercatori dell'UC Santa Barbara hanno scoperto che la CO . aggiuntiva 2 - e il corrispondente calo del pH - ha aumentato la respirazione di questi organismi. Ciò significa che più risorse vengono riciclate piuttosto che trattenute nella rete alimentare. I risultati appaiono sulla rivista PLOS UNO .
"Nonostante le loro dimensioni microscopiche, questi batteri guidano il ciclo principale del carbonio nella superficie dell'oceano, " ha detto l'autore principale Anna K. James, uno studente laureato nel programma interdipartimentale di laurea in scienze marine dell'UCSB. "Volevo vedere quanto carbonio organico disciolto stavano mangiando i batteri e quale proporzione dedicavano alla biomassa".
Oltre a misurare la biomassa degli organismi, James calcolò la respirazione batterica. Quando questi microbi respirano, il carbonio organico che consumano viene riconvertito in CO 2 , che, come un gas, ha il potenziale per tornare nell'atmosfera o per dissolversi nuovamente nell'oceano di superficie.
"L'elevata respirazione batterica potrebbe limitare la capacità degli oceani di immagazzinare carbonio organico riconvertendolo in CO 2 , " ha spiegato Giacomo.
Per misurare il flusso di carbonio attraverso i batteri, James ha condotto esperimenti di remineralizzazione:incubazioni di colture di acqua di mare che utilizzano acqua di mare superficiale filtrata. Ha raccolto comunità batteriche naturali dalla superficie dell'oceano, li ha aggiunti all'acqua di mare filtrata e ha misurato la quantità di carbonio consumata dai batteri. Da quello, Anche James è stato in grado di calcolare la loro biomassa, abbondanza e respirazione.
"È importante sapere cos'è la respirazione batterica perché ha una serie di implicazioni per il ciclo del carbonio oceanico, " James ha detto. "Il primo è il movimento del carbonio organico dalla superficie nell'oceano profondo attraverso la miscelazione fisica o l'affondamento. L'altro è, se il carbonio organico è contenuto nella biomassa batterica, può essere consumato da altri organismi che si nutrono di batteri".
Il risultato:i fattori che influenzano il tasso di riciclaggio dei microbi alterano il destino della materia organica nella colonna d'acqua dell'oceano. "È davvero sorprendente rendersi conto che i batteri minuscoli rispondono alla concentrazione di CO 2 disponibile e, a sua volta, influenzare la quantità di carbonio che l'oceano assorbe, " ha detto la coautrice Uta Passow, un oceanografo ricercatore presso il Marine Science Institute dell'UCSB.
"Il lavoro di Anna dimostra una scoperta inaspettata ma importante che mostra che i batteri marini possono rispondere direttamente alle rapide diminuzioni del pH dell'oceano, " ha detto il coautore Craig Carlson, un professore nel Dipartimento di Ecologia dell'UCSB, Evoluzione e biologia marina. "Aumentando il loro tasso di riciclaggio, i batteri riconvertono parte della materia organica in CO 2 , che ha implicazioni nella catena alimentare e nei processi biogeochimici oceanici".
