Prema novom istraživanju Univerziteta Istočne Anglije (UEA), jedan od građevinskih blokova života u okeanu može da se prilagodi kako bi se nosio sa efektima klimatskih promena.
Ovo otkriće obećava razvoj biotehnologije koji bi mogao da se suprotstavi negativnim efektima promena uslova životne sredine, kao što je zagrevanje okeana, pa čak i smanjenje produktivnosti useva.
Gledajući eukariotski fitoplankton, koji se takođe naziva mikroalge, pronađen u velikim delovima okeana, međunarodni tim predvođen profesorom UEA Tomasom Mokom otkrio je da su alge pronašle način da se izbore sa gladovanjem hranljivih materija, za koje se predviđa da će se povećati zbog zagrevanja vode. . Ovo je dobra vest za lanac ishrane — morske mikroalge su osnova najveće mreže ishrane na Zemlji, uključujući kril, ribe, pingvine i kitove — kao i izvlače CO 2 iz atmosfere i proizvode kiseonik.
Tomas Mok, profesor morske mikrobiologije na UEA-inoj školi nauka o životnoj sredini i njegov bivši dr. student dr Jan Strauss, odgovarajući su autori knjige „Ksantorhodopsin lokalizovan na plastidima povećava biomasu dijatomeja i produktivnost ekosistema u površinskom okeanu ograničenom gvožđem“, koji je objavljen u časopisu Mikrobiologija prirode.
Profesor Mok je rekao: „Da bi alge proizvele hranu i uklonile CO 2 iz atmosfere, potrebna im je sunčeva svetlost.
„Dilema je, međutim, u tome što ćelijska mašinerija za korišćenje sunčeve svetlosti zahteva mnogo gvožđa. Međutim, 35 odsto površine okeana nema dovoljno gvožđa da podrži rast algi.
„U ovim oblastima produktivnost algi bi trebalo da bude mnogo smanjena, slično usevima na zemljištu kojima nedostaje đubrivo bogato gvožđem i azotom, što znači da usevi neće tako dobro rasti.
„Globalno zagrevanje povećava sušu na kopnu i ista stvar se dešava u okeanu: što je površinska voda toplija, to su niži hranljivi sastojci u ovim slojevima površinske vode zbog smanjenog mešanja koje obično dodaje hranljive materije iz dubljih okeana. Otuda, alge trebalo bi da gladuju i stoga proizvode manje hrane i uzimaju manje CO2 iz atmosfere.“
Istraživački tim je otkrio da su alge pronašle način da se izbore sa izgladnjivanjem hranljivih materija, tako što su razvile dodatnu ćelijsku mašineriju koja im omogućava da koriste sunčevu svetlost za rast bez potrebe za gvožđem.
Dr Štraus je nastavio istraživački projekat dok je radio kao postdoktorski naučnik u Evropskoj laboratoriji za molekularnu biologiju (EMBL) u Hamburgu i GEOMAR, Helmholtz Centru za istraživanje okeana u Kilu, Nemačka.
Dr Štraus je rekao: „Neke grupe mikroalgi mogu da zaobiđu fotosintezu korišćenjem svetlosne protonske pumpe za podsticanje rasta.
Umesto da se oslanjaju na fotosintetičke proteine kojima je potrebno gvožđe (za generisanje ATP-a, energetske valute svih ćelija), alge koriste membranski protein koji reaguje na svetlost koji je povezan sa jednim u ljudskim očima: rodopsini. Ovim proteinima nije potrebno gvožđe i jedna specifična grupa njih pumpa protone kroz membrane, što omogućava sintezu ATP-a, što je glavna funkcija fotosinteze u svim fotosintetičkim organizmima.
Tokom zajedničkog rada, dr Shikiang Gao, koji je sada povezan sa Odeljenjem za neurofiziologiju na Univerzitetu u Vircburgu, klonirao je ove dijatomejske rodopsine. Dr Gao je potvrdio njihove efikasne mogućnosti protonske pumpe, čak i na niskim temperaturama, koristeći elektrofiziološke metode nakon heterologne ekspresije.
Profesor Mok je rekao: „Ova jednostavna ćelijska mašinerija je razlog zašto oni još uvek mogu da napreduju u ovim površinskim okeanima siromašnim hranljivim materijama, i stoga je verovatno da će moći da se nose sa globalnim zagrevanjem pošto su prethodno uslovljeni.
Potencijalno, otkriće bi se moglo iskoristiti za povećanje produktivnosti useva, kojima je takođe potrebno gvožđe za rast, rekao je profesor Mok.
„Ovo je univerzalno za sve primarne proizvođače. Ova mašinerija može da se koristi i u biotehnologiji za povećanje produktivnosti mikroba koji ne mogu da koriste svetlost kao što je kvasac. Možemo ih modifikovati tako da mogu da koriste svetlost za rast, što je poželjno u biotehnologiji“, rekao je on. kao što je proizvodnja insulina, antibiotika, enzima, antivirusnih lekova, pa čak i biogoriva.“
Rad tima je posebno relevantan za Južni okean, koji je i najveći vodeni ekosistem ograničen na gvožđe i među najproduktivnijim, koji podržava najveću populaciju potrošača algi.
Profesor Mok je rekao: „Nijedno drugo stanište na Zemlji nije važnije od naših okeana za opstanak ljudi i života uopšte.“
