Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Diatomas su pritvirtintais silikatiniais epibiontais

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo įrašytas 500 kadrų per sekundę greičiu, o vaizdas integruoja dalelių orbitą per 200 kadrų intervalą. Autoriai: Kanso ir kt., PNAS, 2021 m.

Ką daryti alkanas jūrų mikrobas, jei pasirinkimas yra plonas? Kad išgyventų, reikia sulaikyti maistines medžiagas – azotą, fosforą ar geležį, tačiau didžiuliame vandenyne maistinių medžiagų yra labai mažai. O statymai yra dideli: jūrų mikrobų bendruomenės skatina daugelį pradinių ciklų, kurie palaiko visą gyvybę žemėje.

Pranešama apie vieną išradingą šio iššūkio sprendimą šią savaitę Nacionalinės mokslų akademijos darbai. Mažos maistinės vertės aplinkoje jūrų mikrobai gali sukibti ir pritvirtinti dar mažesnes ląsteles, kurių paviršiuje yra vibruojantys, į plaukus panašūs priedai (blakstienos). Plakančios blakstienos sukuria mikrovirusus, kurie mikrobams pasiekiamoje vietoje gali pasisavinti iki dešimties kartų daugiau maistinių medžiagų ir taip patiekti valgį bendradarbiaujant.

Net jei vandenynas yra nepaprastai audringas, mikrobai gali būti svarstomi konsorciumuose dėl darbo pasidalijimo, sako vyresnysis korespondentas John H. Costello iš Providenceo koledžo ir Jūrų biologinės laboratorijos (MBL) Woods Hole’o, kur atlikta didelė dalis tyrimų. .


Ciliarinių epibiontų (Pseudovorticella coscinodisci) sukurti mikrostruktai patenka į diatomito žemės šeimininką (Coscinodiscus wailesii) skysčių ir maistinių medžiagų. Autoriai: Kanso ir kt., PNAS, 2021 m.

„Visomis sąlygomis, išskyrus ekstremaliausią maišymąsi, šios mikrobų ląstelės gyvena mažesnėse skysčių erdvėse nei slanksteliai, kuriuos sukelia vandenyno maišymasis“, – sako Costello. “Jų pasaulyje aplinkinis skystis visada yra klampus ir jie nepatiria turbulentinių sūkurių, kaip žmonės tai jaučia”.

Komanda naudojo technologiją, vadinamą dalelių vaizdo velocimetrija (PIV), kad matuotų skysčio kryptį ir apimtį aplink fotosintetinį jūrų diatomą. Coscinodiscus wailesii, su pridedamu „partneriu“ ir be jo Pseudovorticella coscinodisci. Jie nustatė, kad skysčio srautas, kurį sukelia ciliarinis plakimas, gali padidinti maistinių medžiagų srautą į diatomos ląstelės paviršių 4–10 kartų daugiau nei vien tik į diatomą.

Šis bendradarbiavimo sprendimas yra vienas iš būdų, kaip mikrobai gali susidoroti su mažai maistinių medžiagų turinčia aplinka. Kita anksčiau žinoma taktika atskiroms ląstelėms yra nugrimzti į didesnį gylį, kuris sukuria santykinį judėjimą tarp ląstelės ir aplinkinio vandens ir padidina didesnių maistinių medžiagų poveikį.


Coscinodiscus wailesii diatominio kompiuterio sukimasis su daugybe prisitvirtinusių Pseudovorticella coscinodisci ciliarinių epibionitų. Nesubalansuotos ciliarų sukurtos jėgos sukelia rotacinį konsorciumų judėjimą. Autoriai: Kanso ir kt., PNAS, 2021 m

„Cinkas gali gerai veikti esant mažai maistinei vertei, kai ląstelės gali cirkuliuoti nuo gelmės iki saulės spindulių, – sako„ Costello “. Tokiu būdu sumažėjimo diatomo rizika gali būti kompensuota tikimybe grįžti į labai apšviestą aplinką. Tačiau esant mažai maišymo sąlygoms, konsorciumų su siliatais sudarymas gali būti palankesnis sprendimas esant mažai maistinių medžiagų. “

Diatomos yra viena iš svarbiausių vienaląsčių fotosintezatorių grupių, pašalinančių anglies dioksidą iš atmosferos. Todėl tyrimas padeda sušvelninti vandenyno ir atmosferos mainus, kurie tapo vis svarbesni norint suprasti klimato pokyčius.

„Mes aprašėme bendradarbiavimo sprendimą – konsorciumo sudarymą -, kuris išsivystė mikroskopiniu mastu, kad sėkmingai išlaikytų šios didelės rūšies diatomito žemę vandenyje, kurio maistinė vertė yra maža, o tai kitaip apribotų jos sėkmę“, – sako Costello.

Nuoroda: Eva A. Kanso, Rubens M. Lopes, J. Rudi Strickler, John O. Dabiri ir John H. Costello „Komandinis darbas klampiame vandenyno mikroskale“, 2021 m. Liepos 16 d., Nacionalinės mokslų akademijos darbai.
DOI: 10.1073 / pnas.2018193118

Eve Kanso, pagrindinė straipsnio autorė, yra Pietų Kalifornijos universitete. Costello atlieka tyrimus Jūrų biologijos laboratorijoje kaip mokslininkas Whitmano centre. Kiti bendraautoriai yra San Paulo universiteto Instituto Oceanográfico mokslininkai; Viskonsino universitetas-Milvokis; Teksaso universitetas Ostine; ir Kalifornijos technologijos institutas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.