منوعات

بالنسبة للكائنات المجهرية، تعمل تيارات المحيط بمثابة “مسار سريع” إلى أعماق أعمق

تحمل بعض أصغر الكائنات الحية في المحيط تيارات تحت الماء تعمل كقناة تنقلها من السطح المشمس إلى أعماق أعمق وأكثر قتامة حيث تلعب دورًا مهمًا في الكيمياء والنظام البيئي للمحيط، وفقًا لبحث جديد.

نشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم واستنادا إلى العمل الميداني الذي تم تنفيذه خلال ثلاث حملات بحثية امتدت من عام 2017 إلى عام 2019، تركز الدراسة على المناطق شبه الاستوائية في البحر الأبيض المتوسط. وكشفت كيف أن بعض الكائنات المجهرية وحيدة الخلية خفيفة للغاية بحيث لا يمكنها الغوص لمسافة تزيد عن 100 متر – مثل العوالق النباتية والبكتيريا – ينتهي بها الأمر بالغرق في أعماق المحيط، حيث لا يوجد ما يكفي من ضوء الشمس حتى تتمكن هذه الكائنات الحية التي تقوم بالتمثيل الضوئي من النمو والعيش وإطعام نفسها. . .

وقالت مارا فريليتش، الأستاذة المساعدة في قسم الرياضيات التطبيقية وقسم الأرض بجامعة براون: “لقد وجدنا أنه نظرًا لأن هذه الكائنات صغيرة جدًا، فيمكن أن تحملها تيارات المحيط التي تأخذها بعد ذلك إلى عمق أكبر من المكان الذي تنمو فيه”. . وعلوم الكواكب الذي أطلق العمل كطالب دكتوراه. دراسة برنامج مشترك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد وودز هول لعلوم المحيطات. “غالبًا ما تكون هذه تذكرة ذهاب فقط لهذه الكائنات، ولكن من خلال القيام بهذه الرحلة تلعب دورًا حيويًا في ربط أجزاء مختلفة من المحيط.”

أجرى فريليتش البحث خلال درجة الدكتوراه. مع كبيرة العلماء في وودز هول أمالا ماهاديفان، التي تعمل بشكل وثيق مع كبيرة العلماء في مختبر الأحياء البحرية ألكسندرا زد ووردن وفريقها.

تسمى التيارات التي اكتشفها الفريق بالتدخلات، ومن خلال جرف الكائنات الحية الصغيرة، فإنها تساعد على تغيير أنواع الطعام المتوفرة في الطبقات العميقة من المحيط أثناء نقل كمية كبيرة من الكربون من سطح مياه المحيط. وهذا يساعد على تغذية الكائنات الحية الأخرى في السلسلة الغذائية للمحيطات ويزيد من تعقيد النظام البيئي في أعماق أعمق، مما يؤثر على كيفية عمل الحياة والكيمياء تحت الماء.

بشكل عام، تتحدى الدراسة الفهم التقليدي لكيفية نقل الكربون، الذي يتحول إلى مادة عضوية من خلال عملية التمثيل الضوئي في الطبقة المضاءة بنور الشمس من المحيط، إلى الأعماق.

“إن غالبية عملية التمثيل الضوئي – التي يتم من خلالها تحويل الضوء إلى كربون عضوي، وهو مصدر غذائي للكائنات الحية – تحدث في الخمسين مترًا العليا من المحيط. لذلك كان السؤال دائمًا هو: كيف يذهب الكربون الذي يتم تثبيته بواسطة عملية التمثيل الضوئي إلى “أعماق المحيط” يقول فرايليتش “لطالما اعتبر غرق الجزيئات الغنية بالكربون هو الجواب الوحيد على هذا السؤال. لكن ما اكتشفناه هو أن الكائنات الحية الصغيرة وحيدة الخلية تعلق في تدفق المحيط لتشكل تطفلات… مثل هذه التطفلات هي سمات مهمة للمحيطات شبه الاستوائية – على الرغم من أنها تمتد لعشرات الكيلومترات جانبيًا، إلا أنها تنحدر أيضًا مئات الأمتار عموديًا، وتحمل الخلايا والكربون معهم.

ووجد الباحثون أن عمليات الاختراق تحدث على مدار العام وتنشأ من مناطق غنية بالكتلة الحيوية، خاصة حيث توجد الكائنات النباتية بأعلى تركيزاتها. في السابق، كان يُعتقد أن تيارات المحيطات تنقل الكربون إلى الأعماق بشكل موسمي فقط. ويشير الباحثون إلى أن هذه التدخلات منتشرة على نطاق واسع في محيطات العالم شبه الاستوائية. أنها توفر قنوات للنقل المستمر للكربون والأكسجين من المحيط المشمس إلى الأعماق.

وقال فرايليتش: “لقد لاحظنا مجتمعات ميكروبية تشبه المجتمعات الميكروبية السطحية حتى عمق 200 متر”. “في مناطق أخرى، نعتقد أن الأمر قد يكون أعمق من ذلك بكثير. ولدهشتنا، وجدنا أن غالبية الميكروبات الموجودة في الاختراقات كانت بكتيريا تتغذى على الكربون المثبت بواسطة خلايا التمثيل الضوئي. وهذا يدل على أن معظم الكتلة الحيوية المنقولة من الشمس تتكون الطبقات من ميكروبات غير ضوئية.

وكجزء من التعاون بين الولايات المتحدة وإسبانيا وإيطاليا، قام العلماء بثلاث رحلات إلى المحيط الأبيض المتوسط ​​شبه الاستوائي لإجراء هذه الدراسة. واستخدموا أدوات خاصة لقياس خصائص مثل درجة حرارة الماء والملوحة ووفرة الكائنات الحية الصغيرة في أعماق مختلفة. وأظهرت التحليلات، التي أجريت بالتعاون مع عالمة البيئة الميكروبية ألكسندرا ووردن من مختبر الأحياء البحرية، الاختلافات بين عينات التسلل والمياه السفلية. إن اكتشاف أن المجتمعات الميكروبية في عينات التسلل الأعمق تشبه المجتمعات الميكروبية السطحية أظهر أنها تم نقلها إلى العمق. استخدم الباحثون أيضًا نماذج حاسوبية لمحاكاة تيارات المحيط للكشف عن كيفية تحرك مجتمعات النباتات الصغيرة والبكتيريا عبر الماء.

وقال وردين: “مع البيانات القوية من البحر الأبيض المتوسط ​​التي تثبت عملية القناة ثلاثية الأبعاد هذه كآلية لجلب الميكروبات السطحية إلى المحيط المظلم في المياه الدافئة، تمكنا من ملاحظة أدلة على وجود صادرات مماثلة عبر مناطق المحيط الرئيسية”. .

بالإضافة إلى تسليط الضوء على الأهمية البيئية للتطفلات في تشكيل التنوع البيولوجي للمحيطات، تتناول الدراسة أيضًا كيف يمكن أن تتأثر التدخلات بتغير المناخ. من المعتقد أنه مع ارتفاع درجة حرارة محيطات الأرض، فإن نسبة الكربون في الخلايا الصغيرة ستزداد، وقد لا يتأثر نقل الكربون مثل الآليات الأخرى التي تنقل الكربون إلى الأعماق. تعمل هذه التدخلات على تغيير فهمنا لكيفية تحرك الكربون في المحيط ويمكن أن تساعد في تنظيم تخزين الكربون والديناميات الميكروبية في أعماق المحيطات.

وقال فريليتش: “هناك الكثير مما يجب استكشافه الآن بعد أن اكتشفنا هذا”. “الخطوة التالية هي أخذ ما تعلمناه هنا وتحديد ما إذا كان بإمكاننا استخدامه للتنبؤ بكيفية تأثير التغيرات في تكوين المجتمع الميكروبي على نقل الكربون ودورة الكربون العالمية في مناخ متغير.”

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى