Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học phát hiện ra một quan hệ đối tác bất thường dưới đáy đại dương.
Các nhà khoa học tại Caltech và Đại học Occidental đã phát hiện ra sự cộng sinh của khí metan giữa giun và vi khuẩn dưới đáy biển làm sáng tỏ hệ sinh thái của môi trường biển sâu.
Họ phát hiện ra rằng vi khuẩn thuộc họ Methylococcaceae đã quá giang trên những sợi lông vũ hoạt động như các cơ quan hô hấp của giun Laminatubus và Bispira. Methylococcaceae là methanotrophs, có nghĩa là chúng thu hoạch carbon và năng lượng từ metan, một phân tử bao gồm carbon và hydro.
Những con giun dài vài inch đã được tìm thấy với số lượng lớn gần các khí mêtan dưới biển sâu, lỗ thông hơi dưới đáy đại dương nơi chất lỏng giàu hydrocarbon chảy ra đại dương mặc dù không rõ tại sao giun lại thích lỗ thông hơi. Hóa ra, những con giun từ từ tiêu hóa vi khuẩn quá giang và do đó hấp thụ carbon và năng lượng mà vi khuẩn thu được từ khí mêtan.
Điều đó có nghĩa là, với một chút giúp đỡ và một số bước bổ sung, những con giun đã trở thành methanotrophs.
“Những con giun này từ lâu đã được liên kết với các vết thấm, nhưng mọi người chỉ cho rằng chúng đang ăn vi khuẩn. Thay vào đó, chúng tôi thấy rằng chúng đang hợp tác với một vi khuẩn để sử dụng năng lượng hóa học để nuôi theo cách chúng tôi đã xem xét,” Victoria Orphan, Giáo sư Khoa học và Địa chất học James Irvine và đồng tác giả của một bài báo về loài giun được xuất bản bởi Science Advances vào ngày 3 tháng 4.
Orphan và các đồng nghiệp của cô đã thực hiện khám phá trong các chuyến nghiên cứu trên biển để nghiên cứu các lỗ thông khí mêtan ngoài khơi bờ biển Nam California và Costa Rica.
“Chúng tôi có một đồng nghiệp trên tàu là một chuyên gia về những con giun này và nhận thấy rằng hình thái là không bình thường. Các đường hô hấp là diềm hơn bất kỳ ai từng thấy trước đây, đó là manh mối đầu tiên. Nó đủ để khiến chúng tôi nói, ‘ Điều đó thật thú vị. Chúng ta nên điều tra “, Shana Goffredi, du khách trong ngành địa chất học tại Caltech và là tác giả chính của bài báo Science Advances nói . Goffredi là phó giáo sư sinh học tại trường Đại học Occidental ở Los Angeles.
Để thăm dò bản chất của mối quan hệ giữa giun và vi khuẩn, các nhà khoa học trước tiên phải sử dụng tàu ngầm robot để lấy mẫu từ các lỗ thông khí metan dưới biển sâu, trong trường hợp này, nằm dưới bề mặt đại dương 1.800 mét.
Sau khi giun được đưa lên đỉnh, các nhà khoa học đã phân tích các mô của chúng, lập danh mục các đồng vị carbon mà chúng đã tiêu thụ. Carbon tồn tại ở hai dạng đồng vị ổn định – có thể nói là “hương vị” khác nhau của carbon. Khoảng 99% tổng số carbon là carbon-12, có sáu neutron và sáu proton trong mỗi hạt nhân nguyên tử, và khoảng 1% là carbon-13 (sáu proton và bảy neutron). Carbon-14, một đồng vị phóng xạ, tồn tại ở dạng dấu vết.
Tất cả các sinh vật đòi hỏi carbon – dưới một hình thức nào đó – để tồn tại và chúng hấp thụ nó thông qua các quá trình trao đổi chất. Nghiên cứu tỷ lệ carbon-13 so với carbon-12 trong các mô của sinh vật có thể đưa ra manh mối về việc carbon đến từ đâu và các điều kiện mà nó hình thành. Trong trường hợp giun biển sâu, các mô của chúng có tỷ lệ carbon-13 so với carbon-12 thấp một cách bất thường, có nghĩa là carbon trong cơ thể giun có thể đến từ khí mê-tan. Orphan và các cộng tác viên của cô đã lý giải rằng vì những con giun không có khả năng xử lý khí mê-tan trực tiếp, nên chúng phải lấy carbon từ vi khuẩn methanotrophic.
Thực tế là nhóm của Orphan đã tìm thấy đồng vị carbon cụ thể này trên khắp cơ thể giun và không chỉ trong các đường hô hấp của chúng cho thấy rằng chúng đang tiêu thụ carbon metan từ những vi khuẩn này. Nhóm nghiên cứu đã theo dõi giả thuyết này bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân tử và kính hiển vi cũng như các thí nghiệm để kiểm tra khả năng của những con giun này để kết hợp một phiên bản metan biến đổi có thể theo dõi.
Kết quả nghiên cứu của họ thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về hệ sinh thái thấm và có ý nghĩa đối với việc quản lý vùng biển sâu, vì khí mêtan và lỗ thông thủy nhiệt chắc chắn sẽ chịu áp lực ngày càng tăng do con người khai thác năng lượng và khoáng sản.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện Công nghệ California . Bản gốc được viết bởi Robert Perkins. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :