ilmastonmuutos: kokkolitoforidit hiilidioksidin sitomiseen

by Posted on

Kokkolitoforidit ovat ryhmä yksisoluisia kasviplanktoneja, jotka ympäröivät itseään pienillä ja erittäin rakenteisilla kalkkilevyillä, joita kutsutaan kokkolitideiksi. Kokkolitoforideja on runsaasti kaikissa maailman valtamerissä. Kalsiumkarbonaatin tuotannon osalta ne ovat epäilemättä suurin syy merisedimentteihin (1), joiden osuus on nykyään noin kolmannes meren CaCO3: n kokonaistuotannosta (2). Runsain kokkolitoforialaji on Kuvan 1 yläosassa vasemmalla näkyvä Emiliania huxleyi.

Kuva 1. Useita kokkolitoforideja Jeremy Youngin verkkosivuilta National History Museumista, Lontoo, Iso-Britannia. Kaikki asteikot ovat 1 mikronia. Vasemmalta oikealle: Emiliania huxleyi koko kokkolitoforidisolu, jota ympäröivät sen kokkolitit, Calcidiscus leptoporus ssp. quadriperforatus; Rabdosphaera clavigeran kokkoliitti-selkärangan yksityiskohdat, syracosphaera molischii -, Algirosphaera robusta-ja Discosphaera tubifera-kokkolithien yksityiskohdat. Kokkolitoforidien muodostamien nanorakenteiden erinomainen valvonta ja tällaista valvontaa säätelevät periaatteet ovat vielä tutkimattomia, ja niillä voi olla merkitystä synteettisten nanofabromisointitoimien kannalta.

E. huxleyi saattaa hyvinkin olla maapallon runsain kalsiumkarbonaattia tuottava laji (3). Coccolitophorid kukkii, enimmäkseen koostuu E. huxleyi voidaan nähdä satelliitista, kuten kuvassa 2. Kokkolitoforidien biogeokemiallinen vaikutus voimistuu, kun kokkolitit viedään merenpohjaan, missä kokkolitit ovat syvänmeren sedimenttien suurin yksittäinen komponentti ja muodostavat laajoja kalkkipitoisten merten ja liitujen kasautumia, mukaan lukien myöhäisen liitukauden liitut (4) (kuva 1). Viimeisten 220 vuoden aikana coccolithin keskimääräinen massa (2) on kasvanut 40%.

kuva 2. Vasemmalla ja keskellä: kokkolitofori kukkii satelliitista katsottuna Kelttienmerellä ja Beringinmerellä. Kokkolitohoridien suuri tiheys tarjoaa valkoisen taustan, jolloin merivesi näyttää syaanilta, koska se imee täydentävän värin punaista. Righ: Doverin valkoiset kalliot SE-Englannissa, jotka koostuvat enimmäkseen sedimentoituneista kokkoliteista.

Coccolithin biolineralisaatiota on tutkittu paljon. Viimeaikaiset arvostelut ovat (4-9).

Kokkoliittien morfologia on kalsiitille hyvin luonnoton, mutta ne koostuvat kuitenkin kalsiittisista yksittäisistä kiteistä, kuten kuvassa 1 esitetään.

Iglesias-Rodriguez et al. äskettäin on osoitettu, että kokkolitoforidit reagoivat jo ja tulevat todennäköisesti reagoimaan ilmakehän hiilidioksidiosapaineiden nousuun, millä on merkittäviä vaikutuksia tulevien valtamerten ja ilmaston biogeokemialliseen mallintamiseen (2).

Kokkolitoforidit aiheuttavat valtaosan merialueiden biogeenisestä kalkkeutumisesta. Viimeaikaisten meripaleontologian ja viljelyyn perustuvien tutkimusten tulokset viittaavat siihen, että eri kokkolitoforilajit reagoivat eri tavoin eri ravintotasoihin, pCO2: een, bikarbonaattiin jne. (10). Tällaisten paikallisten ympäristötekijöiden vaikutuksesta bioliuotukseen tiedetään kuitenkin yllättävän vähän (11). Ensimmäinen coccolitophore genome sequence (of E. huxleyi) ja useat ilmentyneet sekvenssi tag kirjastot ovat luoneet ennennäkemättömän mahdollisuuden tutkia geneettisiä ja biokemiallisia mekanismeja vastuussa biolineralisaatio.

olemme aloittamassa in vitro-kokeita E. huxleyi CO2-sekvestraatiolla ja suunnittelemme korreloivamme tehokkuutta hiilidioksidin poistossa ilmakehästä ja geenien säätelyssä.

  1. Lowenstam HA and Weiner S (1989) on Biomineralization (Oxford University Press, New York).
  2. Iglesias-Rodriguez MD, Halloran PR, Rickaby REM, Hall IR, Colmenero-Hidalgo E, Gittins JR, Green DRH, Tyrrell T, Gibbs SJ, Dassow Pv, et al. (2008) “Phytoplankton Calcification in a High-CO2 World” Science 320, 336-340.
  3. Westbroek P, de Jong EW, van der Wal P, Borman AH, de Vrind JPM, Kok D, De Bruijn WC, and Parker SB (1984) “Mechanism of calcification in the marnine alga Emiliania huxleyi” Phil Trans R Soc London ser B 304, 435-444.
  4. Young JR ja Henriksen K (2003) Biomineralisaatiossa, toim. Dove PM, De Yoeo JJ, and Weiner S (MSA, Washington D. C.), S.189 & ndash; 215.
  5. Westbroek P, Young JR, and Linschooten K (1989)” Coccolith production (biomineralization) in the marine alga Emiliania huxleyi ” J Protozool 36, 368-373.
  6. Pienaar RN (1994) Coccolitophoressa, toim. Winter A ja Siesser WG (Cambridge University Press, Cambridge), s.13-37.
  7. de Vrind-de Jong EW and de Vrind JPM (1997)” Algal deposition of carbonates and silicates ” Rev Mineral 35, 267-307.
  8. Young JR, Davis SA, and Bown PR (1999) “Coccolith ultrastructure and biomineralization” J Struct Biol 126, 195-215.
  9. Marsh ME (2000)in Biomineralization: from biology to biotechnology and medical applications, toim. Bäuerlein E (Wiley-VHC, Winheim), s.251 & ndash; 268.
  10. Iglesias-Rodriguez MD, Halloran PR, Rickaby REM, Hall IR, Colmenero-Hidalgo E, Gittins JR, Green DRH, Tyrrell T, Gibbs SJ, von Dassow P, et al. (2008) “Phytoplankton calcification in a high-CO2 world” Science 320, 336-340.
  11. Paasche E (2002)” a review of the coccolitophorid Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae), with particular reference to growth, coccolith formation, and calcification-photosynthesis interactions ” Phycologia 40, 503-529.

Published by admin

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.