Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nghiên cứu bao gồm việc lấy mẫu thực vật phù du mùa đông đầu tiên ở Bắc Đại Tây Dương cho thấy các tế bào nhỏ hơn so với những gì các nhà khoa học mong đợi, có nghĩa là các mô hình cô lập carbon có thể quá lạc quan.
Một nghiên cứu bao gồm việc lấy mẫu thực vật phù du mùa đông đầu tiên ở Bắc Đại Tây Dương cho thấy các tế bào nhỏ hơn những gì các nhà khoa học mong đợi, có nghĩa là vũ khí quan trọng trong cuộc chiến chống lại lượng carbon dioxide dư thừa trong khí quyển có thể không mạnh như đã nghĩ.
Do đó, các mô hình cô lập carbon thường được sử dụng có thể quá lạc quan.
Nghiên cứu của Đại học bang Oregon về loài tảo siêu nhỏ, một phần của nghiên cứu hệ sinh thái và khí quyển biển Bắc Đại Tây Dương của NASA đã được công bố trong tuần này trên Tạp chí quốc tế về sinh thái vi sinh vật .
Những phát hiện này rất có ý nghĩa vì thực vật phù du mùa xuân nở rộ ở Bắc Đại Tây Dương “có lẽ là cơ chế cô lập carbon sinh học lớn nhất trên hành tinh mỗi năm và kích thước của các tế bào xác định mức độ carbon chìm nhanh như thế nào”, tác giả tương ứng của nghiên cứu, Đại học OSU cho biết. Nhà nghiên cứu vi sinh vật học Steve Giovannoni.
Nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của OSU, Luis Bolaños là tác giả chính.
Thực vật phù du là những sinh vật cực nhỏ ở đáy chuỗi thức ăn của đại dương và là thành phần chính của bơm carbon sinh học quan trọng. Hầu hết trôi nổi ở phần trên của đại dương, nơi ánh sáng mặt trời có thể dễ dàng tiếp cận chúng.
Những cây nhỏ bé có ảnh hưởng lớn đến mức độ carbon dioxide trong khí quyển bằng cách hút nó lên trong quá trình quang hợp. Đó là một bồn rửa tự nhiên và là một trong những cách lớn nhất mà CO 2 , khí nhà kính dồi dào nhất, được lọc ra khỏi khí quyển. Hiểu làm thế nào và tại sao thực vật phù du nở hoa mỗi mùa xuân là rất quan trọng để tìm hiểu làm thế nào các hệ thống sống của Trái đất có thể ứng phó với sự thay đổi khí hậu toàn cầu.
Khi đại dương hút khí carbon dioxide trong khí quyển, thực vật phù du sử dụng CO 2 và ánh sáng mặt trời để quang hợp: Chúng chuyển đổi chúng thành đường mà các tế bào có thể sử dụng để tạo năng lượng, tạo ra oxy trong quá trình này.
Các tế bào thực vật phù du hấp thụ CO 2 cuối cùng chìm xuống đáy đại dương khi chúng chết. Sức khỏe sinh thái của Trái Đất phụ thuộc vào hoa sinh vật phù du thường xuyên như các sự kiện mùa xuân ở Bắc Đại Tây Dương, trong đó số lượng lớn các sinh vật phù du tích lũy qua hàng ngàn dặm vuông.
Dự án lớn hơn mà Bolaños và Giovannoni là một phần của Nghiên cứu hệ sinh thái và khí quyển biển Bắc Đại Tây Dương được dẫn dắt bởi Michael Behrenfeld thuộc Đại học Khoa học Nông nghiệp OSU. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phép đo dựa trên tàu và máy bay và dữ liệu cảm biến vệ tinh và đại dương để giúp làm rõ các chu kỳ thực vật phù du hàng năm và mối quan hệ của chúng với các sol khí trong khí quyển.
Bình xịt là các hạt nhỏ lơ lửng trong bầu khí quyển có thể ảnh hưởng đến ngân sách khí hậu và bức xạ của Trái đất – bằng cách đưa ánh sáng mặt trời quay trở lại không gian và trong bầu khí quyển thấp hơn, bằng cách điều chỉnh kích thước của các hạt mây, thay đổi cách đám mây phản xạ và hấp thụ ánh sáng mặt trời.
Bolaños, Giovannoni và các cộng tác viên của họ đã lấy mẫu thực vật phù du ở phía tây Bắc Đại Tây Dương vào cả đầu mùa đông và mùa xuân để cố gắng kiểm soát cách thức cộng đồng thực vật phù du chuyển đổi giữa các mùa đó.
Trong nghiên cứu trước đó, Behrenfeld đã phát hiện ra rằng sự gia tăng số lượng thực vật phù du, thể hiện bởi nồng độ diệp lục và carbon, bắt đầu vào giữa tuần khi điều kiện tăng trưởng ở mức tồi tệ nhất thay vì bắt đầu từ thời tiết mùa xuân.
Lớp bề mặt của Bắc Đại Tây Dương bị trộn sâu vào mùa đông bởi bão và sự trộn lẫn ‘đối lưu’ phụ thuộc vào nhiệt độ. Điều này khiến thực vật phù du lan truyền mỏng hơn trong nước, khiến cho những động vật nhỏ bé ăn thực vật phù du khó theo dõi con mồi. Việc giảm ăn cho phép thực vật phù du bắt đầu tăng trưởng như một hành động mở đầu cho sự nở hoa lớn Điều đó xảy ra một khi những cơn bão mùa đông mờ dần và điều kiện cho sự phát triển trở nên tốt hơn. Vào cuối mùa xuân, những người chăn thả đã tạo nên vùng đất bị mất, ăn thực vật phù du khi nó lớn lên và kết thúc sự nở hoa.
Khoảng một nửa số sinh vật trong mùa xuân nở hoa mà các nhà nghiên cứu lấy mẫu không thể được truy tìm gen di truyền cho các mẫu mùa đông, Bolaños nói.
Điều này cho thấy rằng có những chiến lược lịch sử cuộc sống mà thực vật phù du không thể phát hiện được trong mùa đông có thể tăng lên số lượng cao vào mùa xuân, hoặc có sự thay đổi cộng đồng nhanh chóng do sự lưu thông của khối lượng nước.
Bolaños nói thêm rằng tảo cát được cho là thống trị sự nở hoa của thực vật phù du ở Bắc Đại Tây Dương thường không phải là một phần lớn trong hồ sơ di truyền của các mẫu và khi chúng là một phần lớn, các tế bào là nhỏ – một trong các loại thực vật phù du nano hoặc ở đầu nhỏ hơn của thang vi sinh vật phù du.
Các mô hình hóa sinh học thường bị ảnh hưởng bởi nhận thức rằng thực vật phù du Bắc Đại Tây Dương bao gồm các tế bào lớn. Nhận thức đó đã được duy trì bởi các mô hình cho rằng tảo cát là các tế bào lớn đồng đều. Nhưng chúng không phải vậy.
Các thuật toán dự đoán sản xuất carbon từ diệp lục cảm nhận vệ tinh có xu hướng gán tỷ lệ xuất khẩu cao cho thực vật phù du nở hoa dựa trên các quan sát từ phía đông Bắc Đại Tây Dương, rằng các tảo cát lớn chiếm ưu thế ở cao trào.
Những phát hiện của nghiên cứu này cho rằng ngoại suy những quan sát đó ở phía tây Bắc Đại Tây Dương có thể không phải là một thực tiễn hợp lệ.
Behrenfeld chia sẻ: “Chúng tôi không chắc chắn liệu những quan sát mới của chúng tôi về thực vật phù du nhỏ ở phía tây Bắc Đại Tây Dương có phải là do sự khác biệt về thể chất giữa phía tây và phía đông Bắc Đại Tây Dương, sự nóng lên của đại dương và nồng độ CO 2 trong khí quyển cao hơn , hoặc hạn chế của các phương pháp nghiên cứu trước đó. Cũng có khả năng các quan sát của chúng tôi là một sự bất thường, một sự trùng hợp ngẫu nhiên. Chúng tôi không biết chắc chắn.”
Các tế bào có đường kính nhỏ hơn 20 micromet chiếm phần lớn sinh khối thực vật phù du trong các mẫu nghiên cứu. Diatoms là những người đóng góp quan trọng nhưng không phải là thành phần chính của sinh khối.
Các nhà khoa học thấy rằng các loài thực vật phù du nhỏ, đa dạng rất bất ngờ phổ biến ở phía tây Bắc Đại Tây Dương và ảnh hưởng của khu vực đóng một vai trò lớn trong việc chuyển đổi cộng đồng trong quá trình nở hoa theo mùa. Thành phần tương phản sâu sắc của cộng đồng mùa đông và sự thống trị của những loài taxi nhỏ mà chúng ta tìm thấy vào mùa xuân, là những đặc điểm hệ thống làm thay đổi quan điểm của chúng ta và là lĩnh vực cho nghiên cứu trong tương lai. hóa sinh học carbon – đa dạng nở hoa mà chúng tôi mô tả có thể có hiệu quả xuất khẩu carbon thấp hơn so với các mô hình thường cho phép.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học bang Oregon . Bản gốc được viết bởi Steve Lundeberg. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :