Klimaendringer: coccolithophorids FOR CO2-sekvestrasjon

by Posted on

Coccolithophorids er en gruppe unicellular planteplankton, som omgir seg med små og svært strukturerte kalsittplater, kalt coccoliths. Coccolithophorids florerer i alle verdenshavene. Når det gjelder kalsiumkarbonatproduksjon, er de utvilsomt den viktigste bidragsyteren til havsedimentene (1), og står i dag for om lag en tredjedel av den totale marine CaCO3-produksjonen (2). Den mest tallrike coccolithophore arter Er Emiliania huxleyi, vist til venstre på Toppen Av Figur 1.

Figur 1. Diverse coccolithophorids fra Jeremy Youngâ € ™ s nettside, ved national history Museum, London, Storbritannia. Alle skalastenger er 1 mikron. Fra venstre til høyre: Emiliania huxleyi hele coccolithophorid celle omgitt av sin coccoliths, Calcidiscus leptoporus ssp. quadriperforatus; detalj av en coccolith ryggrad fra Rhabdosphaera clavigera, detaljer om coccoliths fra Syracosphaera molischii, Algirosphaera robusta, og Discosphaera tubifera, henholdsvis. Den utsøkte kontroll på nanostrukturer dannet av coccolithophorids, og prinsippene som regulerer slik kontroll er fortsatt uutforsket, og kan være relevant for syntetisk nanofabrication innsats.

E. huxleyi kan meget vel være den mest tallrike kalsiumkarbonatproduserende arten på jorden (3). Coccolithophorid blomstrer, for det meste består Av E. huxleyi kan sees fra satellitt, som presentert I Figur 2. Den biogeokjemiske virkningen av coccolithophorids forsterkes ved eksport av coccoliths til havbunnen, hvor coccoliths er den største enkeltkomponenten i dyphavssedimenter, og danner store akkumulasjoner av kalkholdige oser og kalker, inkludert SENKRITTKALK i NW Europe (4) (Figur 1). I løpet av de siste 220 årene har det vært en 40% økning i gjennomsnittlig coccolith masse (2).

Figur 2. Venstre og midten: coccolithophore blomstrer sett fra satellitt I Celtic Sea og Beringhavet. Den høye tettheten av coccolithohorids gir en hvit bakgrunn, og dermed sjøvann vises cyan, som det absorberer komplementær farge rødt. The white cliffs of Dover, I SE England, består hovedsakelig av sedimenterte coccoliths.

Coccolith biomineralisering har blitt grundig studert. Nylige anmeldelser inkluderer (4-9).

Coccoliths presentere en svært unaturlig morfologi for kalsitt, men de er sammensatt av kalsitt enkeltkrystaller, som vist I Figur 1.

Iglesias-Rodriguez et al. nylig viste det seg at coccolithophorids allerede reagerer og vil trolig fortsette å reagere på økende atmosfærisk CO2 partialtrykk, noe som har viktige implikasjoner for biogeokjemisk modellering av fremtidige hav og klima (2).

Coccolithophorids er ansvarlig for det store flertallet av biogen forkalkning i marine systemer. Resultater fra nyere marine paleontologi og kulturbaserte studier tyder på at ulike coccolithophore arter reagerer differensielt til varierende nivåer av næringsstoffer, pCO2, bikarbonat, etc. (10). Overraskende lite er imidlertid kjent om effekten av slike lokale miljøfaktorer på biomineralisering (11). Den første coccolithophore genome-sekvensen (Av e. huxleyi) og flere uttrykte sekvensmerkebiblioteker har skapt en enestående mulighet til å undersøke de genetiske og biokjemiske mekanismene som er ansvarlige for biomineralisering.

vi initierer in vitro-eksperimenter på e. huxleyi CO2-sekvestrasjon, og planlegger å korrelere effektiviteten I co2-fjerning fra atmosfære og genregulering.

  1. Lowenstam HA Og Weiner S (1989) Om Biomineralisering (Oxford University Press, New York).
  2. Iglesias-Rodriguez MD, Halloran PR, Rickaby REM, Hall IR, Colmenero-Hidalgo E, Gittins JR, Grønn DRH, Tyrrell T, Gibbs SJ, Dassow Pv, Et al. (2008) “Fytoplanktonkalkning i En HØY CO2-Verden” Science 320, 336-340.
  3. Westbroek P, de Jong EW, van Der Wal P, Borman AH, De Vrind JPM, Kok D, De Bruiijn WC, Og Parker Sb (1984)” Mekanisme for forkalkning I marnine algen Emiliania huxleyi ” Phil Trans R Soc London Ser B 304, 435-444.
  4. Ung JR. Og Henriksen K (2003) I Biomineralisering, red. Dove PM, De Yoreo JJ, Og Weiner S (Msa, Washington D. C.), s. 189-215.
  5. Westbroek P, Young JR, Og Linschooten K (1989) “Coccolith produksjon (biomineralisering) i den marine algen Emiliania huxleyi” J Protozool 36, 368-373.
  6. Pienaar RN (1994) i Coccolithophore, red. Winter a og Siesser WG (Cambridge University Press, Cambridge), s. 13-37.
  7. De Vrind-De Jong EW og De Vrind JPM (1997) “Alge deponering av karbonater og silikater” Rev Mineral 35, 267-307.
  8. Ung JR, Davis SA, Og Bown PR (1999) “Coccolith ultrastruktur og biomineralisering” J Struct Biol 126, 195-215.
  9. Marsh ME (2000) I Biomineralisering: fra biologi til bioteknologi og medisinske applikasjoner, red. BÃ ¤ uerlein e (Wiley-vhc, winheim), s.251-268.
  10. IGLESIAS-Rodriguez MD, Halloran PR, Rickaby REM, Hall IR, Colmenero-Hidalgo E, Gittins JR, Grønn DRH, Tyrrell T, Gibbs SJ, von Dassow P, et al. (2008) “Fytoplanktonkalkning i en HØY CO2-verden” Science 320, 336-340.
  11. Paasche E (2002 )” en gjennomgang Av coccolithophorid Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae), med særlig henvisning til vekst, coccolith dannelse, og forkalkning-fotosyntese interaksjoner ” Phycologia 40, 503-529.

Published by admin

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.