Alrededor de la mitad del dióxido de carbono atmosférico es fijado por el fitoplancton oceánico, principalmente picocianobacterias, a través de un proceso llamado fotosíntesis. Las picicobacterias son microorganismos diminutos y unicelulares que son abundantes y están ampliamente distribuidos en ambientes de agua dulce y marinos. Se forma una gran porción de carbono biológicamente fijo.por picocianobacterias en la superficie del mar y luego transportadas al océano profundo. Pero lo que sigue siendo un misterio es cómo la materia orgánica disuelta coloreada que se origina en los detritos de las plantas ya sea en tierra o en el mar llega al océano profundo. Un equipo de científicos deEl Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland UMCES y en todo el mundo potencialmente encontraron una fuente marina viable de este material coloreado.
"Todavía estamos al comienzo de comprender el ciclo del carbono marino", dijo Michael Gonsior, químico del Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland. "Hasta ahora, las fuentes de productos químicos específicos en el océano no están bien definidas porquees un sistema tan vasto y complejo. Por lo tanto, cualquier paso adelante para desarmar la complejidad hace que esta sea una contribución valiosa ".
En el océano profundo, la materia orgánica disuelta muestra una señal de fluorescencia que se parece a lo que verías en un río o arroyo. Se le ha llamado tradicionalmente fluorescencia de tipo húmico, suponiendo que proviene de árboles degradantes y otra materia orgánica terrestre.Muchos científicos han planteado la hipótesis de que este material que se encuentra en las profundidades del océano son los restos de los ríos y arroyos de todo el mundo que lo llevan de la tierra al océano. Sin embargo, cada vez hay más pruebas de que hay fuentes marinas de este material, que bien podríanexplique la mayoría de este material coloreado que se encuentra en el océano profundo.
Los investigadores de UMCES Michael Gonsior y Feng Chen dieron el primer paso para caracterizar la materia orgánica liberada de las picocianobacterias marinas. "Nuestro plan original era comprender el destino del carbono orgánico liberado de la lisis viral de las picocianobacterias", dijo Feng Chen.
Por primera vez, los investigadores han demostrado que las picocianobacterias cultivadas Synechococcus y Proclorococo , que se encuentra en el océano abierto libera componentes fluorescentes que coinciden estrechamente con estas señales fluorescentes típicas que se encuentran en entornos oceánicos.
"Los científicos nunca miraron de cerca las picocianobacterias como fuente de compuestos específicos en el océano antes", dijo Gonsior. "Si podemos entender cuáles son las fuentes, podemos inferir mejor lo que está sucediendo en términos de algunos elementos del ciclo del carbono marino."
Si el calentamiento del océano continúa, se pronostica que las picocianobacterias, que prefieren las altas temperaturas, serán más abundantes y podrían aumentar entre un 10 y un 20 por ciento para fines de siglo, dijo Chen. "Estos tipos son muy importantes", agregó.
"Dos géneros de picocianobacterias - Synechococus y Procloroccos - son los fijadores de carbono más abundantes en el océano ", dijo Chen. Su laboratorio mantiene una colección de cianobacterias y cianovirus marinos. Algunos de estos aislamientos se usaron en este estudio.
"Cuando navegas en el océano azul, una gran cantidad de picocianbacterias trabajan allí", dijo Gonsior. "Convierten el dióxido de carbono en carbono orgánico y probablemente sean responsables de parte del color del océano profundo que proviene de la materia orgánica".
Gonsior y Chen observaron la tensión de Synechococus y tropecé con el descubrimiento. Chen, un biólogo molecular, y Gonsior, un químico, planearon medir el destino de la materia orgánica disuelta examinando la composición molecular utilizando una espectrometría de masas de última generación realizada en colaboración con el profesor PhilippeSchmitt-Kopplin en el Centro Helmholtz de Salud Ambiental en Munich, Alemania. Muchos compuestos biológicos brillan cuando se excitan con la luz. Gonsior decidió hacer análisis ópticos que midieran la absorbancia y la fluorescencia, del tipo que hace habitualmente en muestras de agua en su laboratorio.
"Cuando vi las primeras mediciones de fluorescencia de estas muestras, estaba muy claro lo que estaba sucediendo. Descubrimos que esas picocianobacterias estaban liberando materia orgánica fluorescente, que imita lo que vemos tanto en el océano profundo como en los ríos ycorrientes ", dijo Gonsior." Muchas personas habían estado buscando fuentes de este material de color amarillo, y hemos identificado una fuente viable de materia orgánica disuelta fluorescente marina que puede explicar las señales observadas en los océanos globales profundos."
"Para mí esto es emocionante porque tienes cianobacterias fotosintéticas tan abundantes en el océano", dijo Feng Chen. "Lo hemos sabido durante mucho tiempo, pero nadie hizo una conexión entre las picocianobacterias y la materia orgánica disuelta fluorescente", agregó.
El estudio, "Picocianobacterias y materia orgánica disuelta fluorescente en el océano profundo comparten propiedades ópticas similares" apareció en la edición del 17 de mayo de Comunicaciones de la naturaleza .
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Materiales proporcionado por Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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