Su Arıtma Cihazları
Filtre Setleri
Yedek Parçalar
Irvine, California Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, tüm büyük okyanus bölgelerinde toplanan fitoplankton örneklerinin genlerindeki kazançları ve kayıpları analiz ederek, bu fotosentetik organizmaların nerede geliştiğini veya adapte olmaya zorlandığını göstermek için en incelikli ve yüksek çözünürlüklü haritayı oluşturdu. sınırlı miktarlarda temel besin maddeleri, nitrojen, fosfor ve demir.
Yeni Bio-GO-SHIP girişiminin bir parçası olarak, UCI bilim adamları, Atlantik, Pasifik ve Hint okyanuslarında denizde 228 gün geçirerek altı farklı araştırma gemisinde sekiz konuşlandırma yaptılar. 26,5 kilometrede (yaklaşık 16,5 mil) toplama noktaları arasında ortalama bir mesafe ile dünyanın 930 noktasından yaklaşık 1000 okyanus metagenomu ürettiler.
Bugün Science’ta yayınlanan bir çalışmada , UCI araştırmacıları, okyanus sağlığı ve üretkenliğinin bir biyosensörü olarak mikrobiyal genlerde gömülü olan zengin bilgiyi – özellikle fitoplankton Prochlorococcus türlerinden – nasıl kullandıklarını açıklıyorlar. Bu alanda çalışan oşinograflar, bu organizmaların büyümek ve çoğalmak için ihtiyaç duydukları temel maddeleri bulma veya kullanma mücadelesi olan “besin stresine” nasıl adapte olduklarını anlamakla yakından ilgileniyorlar.
Kıdemli ortak yazar Adam Martiny, “Fitoplankton, deniz besin ağının temelini oluşturuyor ve sürekli olarak küresel karbondioksit fiksasyonunun yarısına kadar sorumlu, bu nedenle bu organizmaların sağlığı ve dağılımı çok önemli,” dedi, UCI Dünya sistem bilimi profesörü. “Bu yolculuklarda kazanılan bilgiler, iklim bilimcilerinin atmosferdeki ve okyanustaki karbon stoklarını düzenlemede fitoplanktonun rolü hakkında daha sağlam tahminler yapmalarına yardımcı olacak.”
Mikrobiyal fitoplanktonlar büyük popülasyonlarda yaşadığından ve hızlı yaşam döngülerine sahip olduğundan, araştırmacılar topluluk kompozisyonundaki ve genomik içerikteki değişikliklerin çevresel dönüşümler hakkında erken uyarı sağlayabileceğini ve sadece okyanus fiziği ve kimyasını analiz etmekten çok daha hızlı olduğunu öne sürüyorlar.
Ekoloji ve evrimsel biyoloji alanında bir UCI lisansüstü öğrencisi olan baş yazar Lucas Ustick, “Okyanus yüzeyindeki pek çok bölgede nitrojen, fosfor ve demir sınırlamasının su örneklerinin kimyasal analiziyle tespit edilmesi neredeyse imkansızdır; bu elementlerin miktarları çok düşüktür” dedi. . “Ancak Prochlorococcus genlerindeki değişimlerin ve bunların kombinasyonlarının alımına dahil olan değişimleri ölçmek, besin stresi coğrafyasının güçlü bir göstergesini sağlıyor.”
Yazarlar, tüm Prochlorococcus genomlarının, fitoplanktonun deniz suyunda serbestçe bulunan inorganik fosfatı doğrudan asimile etmesine izin veren belirli bir gen içerdiğine dikkat çekti. Ancak bu bileşik yetersiz kaldığında, fitoplankton, hücrelerin genomlarında tespit edilebilen çözünmüş organik fosforu almasını sağlayan bir gen kazanarak adapte olur.
Araştırmacılar ayrıca, fitoplanktonun sürekli olarak ne tür ödünleşimler yaptığını görmek için çevrede farklı seviyelerde fosfor, demir ve nitrojen için çok sayıda başka genetik adaptasyon örneği de inceledi. Sonuçta küresel bir besin stresi haritası ortaya çıktı. Araştırmacılar ayrıca, fitoplanktonun iki veya daha fazla element içeren ko-stres yaşadığı bölgeleri de belirleyebildiler, bunlardan biri neredeyse her zaman nitrojen.
Ekibin çalışması, Kuzey Atlantik Okyanusu, Akdeniz ve Kızıldeniz’in yüksek fosfor stresi bölgeleri olduğunu ortaya çıkardı. Nitrojen stresine uyarlanmış genotipler, besinlerin düşük ve oksijenin yüksek olduğu sözde oligotrofik bölgelerde yaygındır ve araştırma örnekleme sonuçları, demir stresine yaygın bir adaptasyon önermektedir.
Fitoplankton genotiplerinin analizi, farklı tekniklerle tahmin edilen besin stresinin bilinen biyocoğrafik modellerini doğruladı, ancak daha önce bilinmeyen besin stresi ve ko-stres bölgelerini de ortaya çıkardı. Araştırmacılar, metagenomik analizlerinden önce Hint Okyanusu’ndaki besin stresi hakkında yetersiz bir anlayışa sahipti, ancak çalışmaları birçok boşluğu doldurmaya yardımcı oldu. Artık Arap Denizi’nin yükselen bölgesinin bir miktar demir stresi alanı olduğunu biliyorlar ve diğer birçok bulgunun yanı sıra güneye doğru akan okyanus akıntılarıyla ilişkili fosfor stresi tespit ettiler.
Yine de her zaman öğrenilecek daha çok şey olduğunu söylüyorlar.
Dünya sistem bilimi alanında UCI doktora sonrası araştırmacı olan ilk yazar Alyse Larkin, “Çalışmamız, Pasifik Okyanusu’nun çoğunda ve daha derin su ekosistemlerindeki yüksek enlem ortamları ölçümlerimizdeki boşlukları vurgulamaktadır,” dedi. “Son keşif gezilerimizde kaydettiğimiz ilerleme, dışarı çıkıp tüm gezegeni kaplamamız için bize ilham veriyor.”
Bu proje Ulusal Bilim Vakfı, NASA ve Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edildi. Ek UCI araştırmacıları arasında ekoloji ve evrimsel biyoloji alanında yüksek lisans öğrencisi Melissa Brock; Yer sistem bilimi profesörü Keith Moore; Nathan Garcia, Dünya sistem biliminde proje bilimcisi; Catherine Garcia, doktora mezunu. Dünya sistem bilimi öğrencisi; Mezun bir UCI lisans öğrencisi olan Jenna Lee ve Dünya sistem bilimi alanında yüksek lisans öğrencisi olan Nicola Wiseman.
