Una crociera di ricerca guidata dal Center for Environmental Science dell'Università del Maryland parte lunedì per il profondo Oceano Atlantico a 50 miglia a sud-est delle Bermuda per una settimana di scienza in mare a bordo dell'R/V Atlantic Explorer di 171 piedi. Gli scienziati campioneranno le profondità dell'oceano e analizzeranno la diversità e la funzione dei batteri per comprendere meglio il ciclo del carbonio marino nell'oceano.

"Per comprendere appieno il ciclo del carbonio devi capire cosa sta succedendo nell'oceano, ", ha affermato il capo scienziato Michael Gonsior presso il Centro per le scienze ambientali dell'Università del Maryland. "L'80% delle sostanze organiche disciolte nell'oceano sono sconosciute a livello strutturale".

Il team di scienziati e studenti laureati raccoglierà campioni d'acqua a diverse profondità da oligotrofe, acque blu profonde, ogni 200 metri fino a quasi 5, 000 metri—da un punto fisso nell'Oceano Atlantico. Il campionamento incrementale fornirà una diversità di organismi marini perché la comunità cambierà a seconda delle profondità. Quindi utilizzeranno strumenti di sequenziamento di nuova generazione per sequenziare i genomi delle comunità batteriche. Il loro obiettivo:capire come i cianobatteri contribuiscono al ciclo del carbonio marino.

L'oceano svolge un ruolo importante nel ciclo globale del carbonio. Quasi il 50% della CO2 generata dalle attività umane, come la combustione di combustibili fossili, viene assorbito dall'oceano. Il carbonio entra ed esce dall'oceano ogni giorno, ma è anche immagazzinato lì per migliaia di anni. L'oceano è chiamato un "pozzo" di carbonio perché assorbe più carbonio dall'atmosfera di quanto ne cede.

"Questo studio collaborativo porterà a una migliore comprensione del ruolo dell'elaborazione della pompa microbica del carbonio e del trasporto di DOM recalcitranti nell'oceano profondo, " ha detto Gonsior. "Ha il potenziale per far avanzare fondamentalmente la nostra comprensione di una fonte CDDOM marina presumibilmente importante e per affrontare questioni chiave nel ciclo del carbonio marino. Siamo alla ricerca di descrivere a livello strutturale i primi composti organici fluorescenti piuttosto stabili in mare aperto".

Gli scienziati indagheranno su un componente specifico della materia organica negli oceani chiamato materia organica disciolta cromofora, o CDM, che immagazzina parte del carbonio dell'oceano e svolge anche un ruolo fondamentale nella protezione delle creature sottomarine dalle dannose radiazioni ultraviolette. Infatti, l'oscuro oceano profondo contiene una notevole quantità di questo materiale colorato, anche se l'acqua sembra cristallina. Le fonti di questo CDOM rimangono in gran parte sconosciute, e questo progetto fornisce un nuovo percorso per integrare la proprietà chimica del CDOM con la struttura e l'attività microbica.

La ricerca preliminare mostra che non è tutto da fonti terrestri o dall'atmosfera, ma minuscoli batteri chiamati picocianobatteri potrebbero rilasciare CDOM negli oceani a causa di un'interazione virale. Una volta che i ricercatori tornano dalla crociera, studieranno come questo materiale organico si rompe e influenza le comunità microbiche durante questo processo. Le comunità batteriche nell'oceano stanno cambiando, e i ricercatori esamineranno come le mutevoli condizioni potrebbero influenzare le popolazioni e il tasso di degrado.

"L'obiettivo è cercare di capire come i batteri siano coinvolti nella degradazione di questa materia organica, " ha affermato il co-investigatore capo Feng Chen dell'Istituto di tecnologia marina e ambientale, chi riporterà i campioni batterici al laboratorio e ne sequenzia i genomi.

Il team di ricerca comprende il Professore Associato Michael Gonsior, ricerca post-dottorato Leanne Powers e la studentessa laureata Madeleine Lahm; Il professor Feng Chen e gli studenti laureati Daniel Fucich, Ana Sosa, e Menqi Sole;, e l'assistente professore Jacob Cram e l'assistente di ricerca Ashley Collins.

I ricercatori dell'UMCES saranno affiancati dal professor Norbert Hertkorn del Centro Helmholtz per la salute ambientale, Monaco, Germania e Shannon Leigh McCallister, Professore Associato, Virginia Commonwealth University, e ricercatori dell'Università del Delaware.

Questa è una parte del progetto di ricerca finanziato dalla National Science Foundation. Il prossimo anno i ricercatori esploreranno cosa sta succedendo nell'Oceano Pacifico e quali sono le differenze tra l'Oceano Pacifico e l'Oceano Atlantico.