ოკეანეების გათბობა საფრთხის ქვეშ აყენებს მიკრობს, რომელიც დედამიწის ჟანგბადის თითქმის მესამედს გამოიმუშავებს — #1tvმეცნიერება
ფოტოსინთეზის გარეშე, დედამიწა ვერ იქნებოდა სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი ადგილი, როგორიც ის დღესაა; ფოტოსინთეზი მზის ენერგიას იყენებს პლანეტის კვებითი ჯაჭვების უმეტესი ნაწილის მოსამარაგებლად.
ამ სერვისს ახორციელებენ მცენარეები, წყალმცენარეები და ციანობაქტერია, მაგრამ ცოტა თუ აკეთებს ამას ისე, როგორც პროქლოროკოკი, რომელიც დედამიწის ყველაზე გავრცელებულ ფოტოსინთეზურ ორგანიზმად ითვლება. ზღვის ეს ციანობაქტერიაზე პატარაა და უზარმაზარ გავლენას ახდენს როგორც თავის ჰაბიტატებზე, ასევე მის ფარგლებს გარეთ — მასზე მოდის პლანეტის ჟანგბადის წარმოების თითქმის მესამედი და ქმნის სასიცოცხლო საფუძველს კვებითი ჯაჭვებისთვის.
თუმცა, ახალი კვლევის მიხედვით, პროქლოროკოკი და მისი მრავალი ბენეფიციარი შეიძლება იმაზე მოწყვლადი იყოს ოკეანის ტემპერატურის მატებისადმი, ვიდრე აქამდე გვეგონა.
პროქლოროკოკი ფართოდ არის გავრცელებული, ბინადრობენ მზისგან განათებული ზედაპირული წყლების 75 პროცენტზე მეტში. ისინი უფრო მეტად არიან ტროპიკებსა და მის მიდამოებში, სადაც კარგად არიან მორგებული თბილ, საკვებით ღარიბ გარემოს.
„ტროპიკებში, სანაპიროებზე, წყალი ასეთი კაშკაშა და ლამაზი ლურჯი იმიტომაა, რომ მასში პროქლოროკოკის გარდა ძალიან ცოტა ბაქტერიაა“, — ამბობს კვლევის ავტორი, ვაშინგტონის უნივერსიტეტის ოკეანოგრაფი ფრანსუა რიბალე.
სითბოსადმი ამ მიდრეკილების გათვალისწინებით, ზოგიერთი ექსპერტი ფიქრობს, რომ პროქლოროკოკი შესაძლოა, კარგად მოერგოს ოკეანის ტემპერატურის მატებას კლიმატის ცვლილების გამო.
თუმცა, ახალი კვლევა ეჭვებს აჩენს და მიუთითებს, რომ სითბო პროქლოროკოკისთვის ყოველთვის კარგი არ არის.
მათი იდეალური დიაპაზონია 19-28 გრადუსი ცელსიუსი და როგორც ავტორები შენიშნავენ, პროგნოზების მიხედვით, მრავალი ტროპიკული და სუბტროპიკული წყალი ამ ზედა ზღვარს 75 წელიწადში გადააჭარბებენ.
„მეცნიერები დიდი ხნის განმავლობაში ფიქრობდნენ, რომ პროქლოროკოკი მომავალში დიდებულად იქნებოდა, მაგრამ ყველაზე თბილ რეგიონებში, ისინი არც ისე კარგად არიან, რაც იმას ნიშნავს, რომ ზღვის დანარჩენი კვების ჯაჭვისთვის იქნება ნაკლები ნახშირბადი და ნაკლები საკვები“, — ამბობს რიბალე.
ამ მიკრობების შესახებ არსებული მონაცემები დიდწილად მომდინარეობს ლაბორატორიაში გაზრდილი უჯრედებისგან; ამიტომ, რიბალემ და მისმა კოლეგებმა ახალი მონაცემები გარეული პროქლოროკოკებისგან შეაგროვეს.
„მართლა საბაზისო კითხვები მქონდა — სითბოთი ისინი ბედნიერები არიან თუ უბედურები?“, — იხსენებს რიბალე.
პასუხების მოსაძებნად, მკვლევრებმა შეისწავლეს პროქლოროკოკების ზომის 800 მილიარდი უჯრედი, რომლებსაც ისინი 13 წლის განმავლობაში განხორციელებული 90 კვლევითი ექსპედიციისას შეხვდნენ.
ეს მათ რიბალეს მიერ შექმნილი ნაკადური ციტომეტრიით გააკეთეს, რომელიც სპეციალურად პროქლოროკოკების მსგავსი ფიტოპლანქტონების დასაფიქსირებლადაა შექმნილი.
მიკრობები მკვლევრებმა ლაზერის გამოყენებით გაზომეს გემის ბორტზე არსებულ მოწყობილობაში, შემდეგ კი პროქლოროკოკების ზრდის შესაფასებლად მოარგეს არსებულ მეთოდებზე დაფუძნებული სტატისტიკური მოდელი. ყველა ეს მეთოდი შესწავლის სუბიექტებს მინიმალურ ზიანს აყენებდა.
უჯრედის დაყოფის მაჩვენებლები განედის მიხედვით განსხვავდებოდა, რასაც ავტორები უფრო წყლის ტემპერატურის ცვალებადობას უკავშირებენ, ვიდრე მზის სინათლეს ან საკვებ ნივთიერებებს.
მიკრობები ყველაზე საუკეთესოდ იყვნენ შედარებით თბილ წყალში, 19 – 28 °C-ს შორის, მაგრამ გასაკვირი სირთულე ჰქონდათ ამ დიაპაზონს ოდნავ ზემოთაც კი.
უჯრედების დაყოფა შენელდა დაახლოებით 30°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე წყალში. დაყოფის იმ სიჩქარის ერთ მესამედამდე შემცირდა, რაც ტოლერანტულობის დიაპაზონის ქვედა ზღვარზეა.
„მათი გადაწვის ტემპერატურა იმაზე გაცილებით დაბალია, ვიდრე გვეგონა“, — ამბობს რიბალე.
სითბოს გამო, ტროპიკული ზღვები საკვებით ღარიბია, რაც ზღუდავს საკვები ნივთიერებების აღმავალი ციკლის მოძრაობას ღრმა წყლებიდან. პროქლოროკოკები და სხვა ციანობაქტერიები ამას რამდენიმე გზით მოერგნენ, მათ შორის, საკუთარი მცირე ზომითა და უბრალო გენომით, რომელიც აუცილებელ ელემენტებამდეა დაყვანილი.
მიუხედავად დამატებითი „ბარგის“ მოშორებით მიღებული სარგებლისა, ამ მიკრობებს ეს შეიძლება დაუჯდათ სტრესზე რეაგირებასთან დაკავშირებულ უძველეს გენებად, რაც პოტენციურად ახლა, ტემპერატურის სწრაფი მატების პირობებში, ზღუდავს მათ გამძლეობას.
ამან შეიძლება გზა გაუხსნას სინექოკოკს — ციანობაქტერიის სხვა ჯგუფს, რომელიც ტროპიკებსა და სუბტროპიკებში პროქლოროკოკთან ერთად დომინირებს.
სინექოკოკს შეუძლია უფრო თბილი წყლის ატანა, მაგრამ სჭირდება უფრო მეტი საკვები ნივთიერებები. თუმცა, თუ ის პროქლოროკოკის მომავალში შემცირებით ისარგებლებს, არ ვიცით, როგორ იმოქმედებს ეს კვებით ქსელებზე.
„თუ სინექოკოკი უფრო გავრცელდება, არ არსებობს გარანტია, რომ სხვა ორგანიზმებიც ისევე შეძლებენ მასთან ურთიერთქმედებას, როგორც ის მილიონობით წლის განმავლობაში ურთიერთობდა პროქლოროკოკთან“, — ამბობს რიბალე.
კვლევა ვარაუდობს, რომ საუკუნის მიწურულს, ტროპიკებში პროქლოროკოკის პროდუქტიულობა შეიძლება 17 პროცენტით შემცირდეს ზომიერად დათბობის სცენარში და 51 პროცენტით უფრო მკაცრად დათბობის პირობებში. გლობალურად, საშუალო დათბობის პირობებში ეს იქნება 10 პროცენტი, უფრო ექსტრემალურ სცენარში კი 37 პროცენტი.
„მოსალოდნელია, რომ გეოგრაფიული დიაპაზონი პოლუსების მიმართულებით გაფართოვდება, ჩრდილოეთით და სამხრეთით. ისინი არ გაქრებიან, მაგრამ შეიცვლება მათი ჰაბიტატი“, — აღნიშნავს რიბალე.
ავტორები შენიშნავენ, რომ კვლევას გარკვეული შეზღუდვებიც აქვს, მაგალითად, მეთოდოლოგია, რომელიც შეიძლება მალავდეს სიცხისადმი რეზისტენტულ შტამებს. მიუხედავად იმისა, რომ კვლევამ სხვადასხვა ოკეანის რეგიონები მოიცვა, მაინც მიღმა დარჩა მრავალი მნიშვნელოვანი ტროპიკული ზონა.
„ეს გახლავთ ყველაზე მარტივი ახსნა იმ მონაცემებისთვის, რაც ახლა ხელთ გვაქვს. თუკი გამოჩნდება სიცხისადმი ტოლერანტული შტამების ახალი მტკიცებულება, ამ აღმოჩენას მხოლოდ მივესალმებით. ეს იქნება იმედი ამ კრიტიკულად მნიშვნელოვანი ორგანიზმებისთვის“, — ამბობს კვლევის ავტორი, ვაშინგტონის უნივერსიტეტის ოკეანოგრაფი ფრანსუა რიბალე.
კვლევა Nature Microbiology-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია washington.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.