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2024-09-12 18:21:46
ベンジャミン・ヴァン・ムーイ（WHOI）は、沈降粒子を脂質分析のために収集するために、R/Vニール・アームストロング号に堆積物トラップを設置しました。この研究は、WHOI、ETHチューリッヒ、カルガリー大学の共同研究でした。写真提供：ヘレン・フレドリックス、ウッズホール海洋研究所
二酸化炭素（CO2）が、大気と活発に接触している海面から、数十年、数世紀、あるいはそれ以上の間隔離される深海へと移動する過程は、一見小さなプロセスの数々によって左右されます。
これらの重要なマイクロスケールのプロセスの一つは、 有機分子 脂質と呼ばれるものは、ジャーナル記事によると、「微生物の食餌嗜好と相互作用が脂質の細胞外への輸送に影響を与える」という。 深海、” 出版された 科学において。
「私たちの研究では、さまざまな微生物が好んで消化するものに驚くべき違いがあることを発見しました。細菌は、さまざまな食品に対して非常に明確な食嗜好を持っているようです。 脂質 「この発見は、炭素隔離と生物学的炭素ポンプの理解に重要な意味を持つ」と、同誌の記事の共著者で、ウッズホール海洋研究所（WHOI）の海洋化学・地球化学部門の上級科学者ベンジャミン・ヴァン・ムーイ氏は述べた。
「この研究では、沈降するバイオマスの分子組成と分解速度を結び付ける最先端の方法を使用し、それをバクテリアの食生活の好みと結び付けることができました」とヴァン・ムーイ氏は続けた。生物学的炭素ポンプは、バイオマスが沈降するプロセスである。 海面 深海へ。
海洋表面の粒子状有機物の約 5～30% は脂質で構成されています。脂質は炭素を多く含む脂肪酸の生体分子で、微生物がエネルギー貯蔵や細胞機能に利用します。有機物が深海に沈むと、そこに生息する多様な微生物群が脂質を分解して利用し、地球全体の CO2 濃度をコントロールする重要な役割を果たします。
このプロセスを理解することは、変化する海洋レジームにおける地球規模の炭素フラックスを予測する能力を向上させるために不可欠です。分解されずに深海に到達する脂質が多い地理的領域は、自然災害のホットスポットになる可能性があります。 炭素隔離。
「海洋粒子から分離された細菌は、選択的分解者から無差別分解者まで、明確な食性嗜好を示した」と記事は述べている。「明確な食性嗜好を持つ分離株で構成された人工コミュニティを使用して、脂質分解が微生物の相互作用によって調整されることを示した。これらのダイナミクスを組み込んだ粒子エクスポートモデルは、代謝の特殊化とコミュニティのダイナミクスが海洋の中深層における脂質輸送効率に影響を与える可能性があることを示している。」中深層は海面下約 200 ～ 1,000 メートルに広がっている。
共同主執筆者のラース・ベーレント氏（左、チューリッヒ工科大学）とジョン・ハンター氏（右、WHOI）が、R/Vニール・アームストロング号に乗って、脂質分析のために沈降粒子をサンプリングしている。写真提供：ヘレン・フレドリックス、ウッズホール海洋研究所
「2つの技術、つまりハイエンドの技術を組み合わせることで、海の機能についてどれだけ多くのことを学ぶことができるかを見て、とても興奮しました。 化学分析 「この2つは、これまで一緒に使用されたことがなかったものです」と、スイス連邦工科大学チューリッヒ校環境工学研究所土木・環境・地理情報工学科の教授で共著者のローマン・ストッカー氏は語る。
「微生物海洋学で現在利用可能な刺激的な技術の接点における研究は、微生物が現在そして将来にわたって私たちの海をどのように形作っているかについての重要な洞察を継続的に生み出すだろうと私は信じています。」
「科学者たちは、海洋の脂質は沿岸と外洋、季節など、さまざまな環境によって大きく変わる可能性があることを理解し始めています」とヴァン・ムーイ氏は言う。「この情報があれば、海洋には脂質が沈んで非常に効率的に隔離される場所があるのに対し、脂質がほとんど隔離されないか、非常に非効率的に隔離される場所があるかどうか、研究者は検討し始めることができます。」
「この論文で私が興奮したのは、細菌があらゆるタイプの脂質を食べるのではなく、非常に特殊化しており、私たち人間と同様に特定の食物の好みを持っていることが示されていることだ」と、スウェーデンのウプサラ大学生物生物学部、生命科学研究所の准教授でSciLifeLabフェローである論文共著者のラース・ベレント氏は述べた。
「この発見は、微生物が自然環境の中でどのように食物を消費するのか、また微生物が互いに助け合ったり同じ資源をめぐって競争したりするのかについて、私たちの考え方を変えるものです。また、細菌の組み合わせが脂質などの特定の化合物をよりよく分解したり、他の望ましい機能を達成したりするという考えを裏付けています。」
研究者らは、特定の細菌種を単独で研究するだけでなく、食餌の好みが細菌の多種群集による分解速度にどのように影響するかについても調査した。これは、生態学的には単独種よりも関連性が高いと研究者らは述べている。研究者らは、単純な合成共培養では、単一培養と比較して異なる分解速度と遅延時間を示すことを発見した。研究者らはまた、微粒子の分解は、 有機物 自然環境におけるその現象は、研究で説明されているものよりもさらに複雑です。
「海洋が最大の炭素吸収源の一つである主な理由は植物プランクトンです。これらは 微生物 世界の炭素循環に大きな役割を果たしており、 炭素 「陸上のすべての植物を合わせたのと同じくらいの規模です」と、イスラエルのエルサレム・ヘブライ大学植物環境科学科アレクサンダー・シルバーマン生命科学研究所の上級講師で、論文の共著者であるウリア・アルコロンブリ氏は言う。「顕微鏡下で微細な微生物の働きを研究しながら、海洋のこの巨大な『消化器系』を制御する生物学的要因を解明できるのは、とても興味深いことです。」
詳細情報:
Lars Behrendt 他「微生物の食嗜好と相互作用が深海への脂質の輸出に影響を与える」、Science (2024)。 DOI: 10.1126/science.aab2661。 www.science.org/doi/10.1126/science.aab2661
提供元
ウッズホール海洋研究所
引用: 微生物の食嗜好が深海での炭素隔離の有効性に影響を与えることが判明 (2024年9月12日) 2024年9月12日に https://phys.org/news/2024-09-microbe-dietary-effectiveness-carbon-sequestration.html から取得
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#微生物の食嗜好が深海における炭素隔離の有効性に影響を与えることが判明