Trichodesmium: Okyanusu gübreleyen bakteriler, ışık seviyelerine uyum sağlamak için birlikte çalışır

Okyanuslardaki en bol ve önemli fotosentetik bakteri türlerinden biri, başarısını ekip çalışmasına borçlu olabilir.

adı verilen bakteri trichodesmiyumdeğişen çevresel koşullara yanıt olarak büyük kümeler oluşturmak için aktif olarak bir araya gelebilir veya ayrılabilir, Ulrike Pfreundt İsviçre’deki ETH Zürih’te ve meslektaşları keşfetti.

“Bu davranış muhtemelen neden trichodesmiyum çok bol ve çok başarılı,” diyor Pfreundt.

trichodesmiyum birkaç siyanobakteri türünden oluşan bir gruptur. Kızıldeniz’e adını vermiş olabilecek kırmızımsı kahverengi çiçekler oluşturdukları için üyelerine bazen deniz talaşı denir.

Bu bakteriler sadece diğer organizmalar için yiyecek sağlamakla kalmaz, aynı zamanda atmosferdeki nitrojeni diğer fotosentetik organizmaların kullanabileceği kimyasallara dönüştürür. Pfreundt, okyanusun besin açısından herhangi bir şeyin büyümesi için çok fakir olacak geniş alanlarını gübrelediklerini söylüyor.

“Aslında okyanuslar için yaşayan gübre” diyor. “Okyanusta sabitlenmiş nitrojenin çok büyük bir bölümünü ve bu nitrojene bağlı olarak CO2’yi tutan diğer birçok organizmayı sağlıyorlar.”

trichodesmiyum birkaç yüz hücre uzunluğunda saç benzeri iplikçikler halinde büyür. Filamentler, tek tek yüzer halde bulunabilir, ancak aynı zamanda, her biri birkaç yüz filaman içeren koloniler veya agregatlar halinde de bulunur.

Bu agregalar 1 veya 2 milimetre çapında olabilir ve bu da onları çıplak gözle görülebilir kılar. Puf adı verilen bazı kümelerde, lifler bir ponpon gibi merkezden dışarı doğru yayılır. Diğerlerinde, tutam adı verilen lifler, bir saç tutamı gibi paraleldir.

Agregaların yardımcı olduğu gösterilmiştir trichodesmiyum İhtiyacı olan demiri toz parçacıklarından elde edin. Ancak kümelerin nasıl oluştuğu bir muamma, diyor Pfreundt. Bir fikir, iplikçiklerin birbirine çarptığında birbirine yapıştığıdır, ancak bu onların düzenli görünümünü açıklamaz. Bir diğeri de bu şekilde büyümeleridir.

büyürken trichodesmiyum Genomlarını incelemek için laboratuvarda bulunan Pfreundt, agregaların görünümünün gün içinde tamamen değişebileceğini fark etti ve bu da onun aktif bir süreç olduğundan şüphelenmesine neden oldu. O ve meslektaşları şimdi bunu doğrulamak ve nasıl olduğunu göstermek için bir dizi deney yaptılar.

Lifler yüzeyler boyunca kayabilir ve iki lif temas ettiğinde, birbirlerini ray olarak kullanan iki tren gibi birbiri üzerinde kaymaya başlayabilirler. Pfreundt, bu süreç sonsuza kadar devam ederse, liflerin birbirinden tamamen kaydığını söylüyor. Böylece bakteriler kümeler halinde kalmak istediklerinde yön değiştirmeyi sürdürürler.

Agregaların daha sıkı bir şekilde demetlenmesini sağlamak için, iplikçiklerin daha büyük örtüşmelerini koruyarak tersine çevirmelerin daha sık gerçekleştiğini buldu. Onları gevşetmek için tersine çevirmeler daha az sıklıkta olur.

Ekip, agregaların bu gevşemesinin veya sıkılaşmasının, değişen ışık seviyelerine tepki olarak sadece birkaç dakika içinde gerçekleşebileceğini buldu. Çok parlak ışık, fotosentetik makineye zarar verebilir ve daha sıkı agregalar, her bir filamanın maruz kaldığı ışık seviyelerini azaltır.

Okyanusta, bu yardımcı olabilir trichodesmiyum çıkan veya bulutların arkasına giden güneşle ilgilenin.

Pfreundt, bu gevşemenin veya sıkılaşmanın aynı zamanda agregaların kaldırma kuvvetlerini kontrol etmelerine yardımcı olduğunu ve gerektiğinde yukarı veya aşağı hareket etmelerine izin verdiğini düşünüyor. trichodesmiyum Bu besin yüzeyde tükendiğinde fosfat elde etmek için daha derine indiği bilinmektedir.

“Ters çevirme mekanizması trichodesmiyum – yoğunluklarını, kaldırma kuvvetlerini ve ışık alımını etkilemek için agregaların gevşemesine veya sıkılaşmasına neden olmak – türün başarısına pekala katkıda bulunmuş olabilir” diyor. Richard Kirbyplankton üzerine çalışan bağımsız bir bilim adamı ve yazar.

Pfreundt ve meslektaşları ayrıca, daha önce düşünüldüğü gibi farklı suşları içermek yerine, püsküllerin birleşmesinden ponponların oluştuğunu da keşfettiler. Ancak iplikçiklerin nasıl kaydığı ve ne zaman geri döneceklerini nasıl bildikleri gibi pek çok soru yanıtsız kalıyor.