Συμβαίνουν περισσότερα στα βαθιά, σκοτεινά νερά του ωκεανού από ό,τι νομίζετε: Αμέτρητοι αριθμοί αόρατων μικροοργανισμών κάνουν την καθημερινή τους ζωή στις στήλες του νερού και τώρα οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ορισμένοι από αυτούς παράγουν οξυγόνο με απροσδόκητο τρόπο.

Η μελέτη διευθύνεται από τους Beate Kraft και Donald E. Canfield από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Δανίας και δημοσιεύεται στο περιοδικό Επιστήμη. Οι συγγραφείς που συνεισφέρουν είναι οι Nico Jehmlich, Morten Larsen, Laura Bristow, Martin Könneke και Bo Thamdrup. Η Beate Kraft είναι επίκουρη καθηγήτρια στο Τμήμα Βιολογίας. Η εστίασή της είναι στη μικροβιακή φυσιολογία και τη βιοχημεία, και η έρευνά της υποστηρίζεται από ένα Villum Young Investigator Grant. Ο Don E. Canfield είναι Καθηγητής Οικολογίας στο Τμήμα Βιολογίας και στην έδρα Βιολογίας του Δανικού Ινστιτούτου Ανεπεξεργασίας.

Το οξυγόνο είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή στη Γη και παράγεται κυρίως από φυτά, φύκια και κυανοβακτήρια μέσω της φωτοσύνθεσης. Λίγα μικρόβια είναι γνωστό ότι παράγουν οξυγόνο χωρίς ηλιακό φως, αλλά μέχρι στιγμής έχουν ανακαλυφθεί μόνο σε πολύ περιορισμένες ποσότητες και σε πολύ συγκεκριμένα ενδιαιτήματα.

Εισάγετε το μικρόβιο που ζει στον ωκεανό Nitrosopumilus maritimus και τα ξαδέρφια του, που ονομάζονται αρχαία οξειδωτικά αμμωνίας.

Οργανισμοί-φαντάσματα που κρέμονται στο σκοτάδι

“Αυτοί οι τύποι είναι πραγματικά άφθονοι στους ωκεανούς, όπου διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον κύκλο του αζώτου. Γι’ αυτό χρειάζονται οξυγόνο, οπότε είναι ένα μακροχρόνιο παζλ γιατί είναι επίσης πολύ άφθονα σε νερά όπου δεν υπάρχει οξυγόνο.” λέει η βιολόγος Beate Kraft. «Σκεφτήκαμε, απλώς κάνουν παρέα εκεί έξω χωρίς καμία λειτουργία· πρέπει να είναι κάποιο είδος κελιών-φαντάσματα».

Αλλά υπήρχε κάτι μπερδεμένο σε αυτό: «Αυτά τα μικρόβια είναι τόσο κοινά, που κάθε πέμπτο κύτταρο σε έναν κουβά με θάλασσα νερό είναι ένας από αυτούς», προσθέτει ο Don Canfield, συν-συγγραφέας της εφημερίδας.

Έτσι οι ερευνητές έγιναν περίεργοι. θα μπορούσαν τελικά να έχουν κάποια λειτουργία στο νερό που έχει εξαντληθεί το οξυγόνο;

Φτιάχνουν το δικό τους οξυγόνο

Η Beate Kraft αποφάσισε να τα δοκιμάσει στο εργαστήριο. “Θέλαμε να δούμε τι θα συνέβαινε αν τους τελείωσε το οξυγόνο – όπως κάνουν όταν μετακινούνται από τα πλούσια σε οξυγόνο νερά σε νερά με έλλειψη οξυγόνου. Θα επιζούσαν;”

«Είδαμε πώς κατανάλωσαν όλο το οξυγόνο στο νερό και, προς έκπληξή μας, μέσα σε λίγα λεπτά, επίπεδα οξυγόνου άρχισε να αυξάνεται ξανά. Ήταν πολύ συναρπαστικό», λέει ο Don Canfield.

Αρκετά για μένα και τους φίλους μου

Το Nitrosopumilus maritimus αποδείχθηκε ότι μπορεί να παράγει οξυγόνο σε σκοτεινό περιβάλλον. Όχι πολύ—καθόλου τόσο που θα επηρέαζε τα επίπεδα οξυγόνου στη Γη, αλλά αρκετά για να συνεχίσει.

«Αν παράγουν λίγο περισσότερο οξυγόνο από ό,τι χρειάζονται οι ίδιοι, θα ληφθεί γρήγορα από άλλους οργανισμούς στη γειτονιά τους, έτσι αυτό το οξυγόνο δεν θα έφευγε ποτέ από τον ωκεανό», εξηγεί η Beate Kraft.

Αλλά τι επίδραση έχουν στο περιβάλλον που ζουν, αυτά τα εξαιρετικά άφθονα μικρόβια που παράγουν οξυγόνο;

Νέα αποστολή στον ωκεανό

Οι ερευνητές γνώριζαν ήδη ότι τα οξειδωτικά με την αμμωνία αρχαία είναι μικροοργανισμοί που διατηρούν τον παγκόσμιο κύκλο του αζώτου σε λειτουργία, αλλά δεν γνώριζαν την πλήρη έκταση των δυνατοτήτων τους.

Στο μονοπάτι που ανακαλύφθηκε πρόσφατα, το Nitrosopumilus maritimus συνδέει την παραγωγή οξυγόνου με την παραγωγή αερίου αζώτου. Με αυτόν τον τρόπο απομακρύνουν το βιοδιαθέσιμο άζωτο από το περιβάλλον.

«Εάν αυτός ο τρόπος ζωής είναι ευρέως διαδεδομένος στους ωκεανούς, σίγουρα μας αναγκάζει να ξανασκεφτούμε την τρέχουσα κατανόησή μας για τη θάλασσα. κύκλος αζώτου», λέει ο Kraft. «Το επόμενο βήμα μου είναι να διερευνήσω το φαινόμενο που είδαμε στους πολιτισμούς του εργαστηρίου μας οξυγόνο εξαντλημένα νερά σε διάφορα ωκεανός σημεία σε όλο τον κόσμο».

Η ερευνητική της ομάδα έχει ήδη λάβει δείγματα στο φιόρδ Mariager στη Δανία και επόμενος σταθμός είναι τα νερά ανοιχτά του Μεξικού και της Κόστα Ρίκα.