alterações Climáticas: coccolithophorids de sequestro de CO2

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Coccolithophorids são um grupo de pequenas plantas de plâncton, que se cercam de minutos e altamente estruturado, calcita placas, chamado de cocólitos. Coccolithophorids abundam em todos os oceanos do mundo. Em termos de produção de carbonato de cálcio, são, sem dúvida, o principal contribuinte para os sedimentos oceânicos (1), representando hoje cerca de um terço da produção total de CaCO3 marinho (2). A espécie coccolitóforo mais abundante é Emiliania huxleyi, mostrada à esquerda no topo da Figura 1.

Figura 1. Vários coccolithophorids de Jeremy Youngâ € ™s web page, no National History Museum, Londres, Reino Unido. Todas as barras de escala são de 1 mícron. Da esquerda para a direita: Emiliania huxleyi célula coccolithophorid inteira cercada por seus coccoliths, Calcidiscus leptoporus ssp. quadriperforatus; detalhe de um coccolith coluna de Rhabdosphaera clavigera, detalhes de cocólitos de Syracosphaera molischii, Algirosphaera robusta, e Discosphaera tubifera, respectivamente. O controle requintado sobre as nanoestruturas formadas por coccolitofóridos, e os princípios que regulam esse controle ainda não foram explorados, e pode ser relevante para os esforços sintéticos de nanofabrificação.Huxleyi pode muito bem ser a espécie produtora mais abundante de carbonato de cálcio na terra (3). Flores coccolitofóridas, compostas principalmente por E. huxleyi podem ser vistas a partir de satélite, como apresentado na Figura 2. O biogeoquímicos impacto de coccolithophorids é amplificado pela exportação de cocólitos para o fundo do oceano, onde cocólitos são o maior componente de sedimentos de mar profundo, formando vastas acumulações de limo calcário e giz, incluindo o do Final do Cretáceo, giz de NW Europa (4) (Figura 1). Nos últimos 220 anos houve um aumento de 40% na massa coccolítica média (2).

Figura 2. Left and middle: coccolithophore blooms seen from satellite in the Celtic Sea and the Bering Sea. A alta densidade de coccolithohorids fornece um fundo branco, assim a água do mar aparece ciano, como absorve a cor complementar vermelho. Righ: The white cliffs of Dover, in SE England, composed mostly of sedimented coccoliths.

Coccolith biomineralization has been extensively studied. Resenhas recentes incluem (4-9).

Coccolitos apresentam uma morfologia muito antinatural para calcite, mas são compostos de cristais simples de calcite, como mostrado na Figura 1.Iglesias-Rodriguez et al. recentemente mostrou que os coccolitofóridos já estão respondendo e provavelmente continuarão a responder às crescentes pressões parciais de CO2 atmosférico, o que tem implicações importantes para a modelagem biogeoquímica de futuros oceanos e clima (2).Os Coccolitofóridos são responsáveis pela grande maioria da calcificação biogénica em sistemas marinhos. Os resultados de estudos recentes sobre Paleontologia Marinha e cultura sugerem que diferentes espécies coccolitóforas respondem diferentemente a diferentes níveis de nutrientes, pCO2, bicarbonato, etc. (10). No entanto, surpreendentemente pouco se sabe sobre o efeito de tais fatores ambientais locais na biomineralização (11). A primeira sequência de genoma coccolitóforo (de E. huxleyi) e várias bibliotecas de tag de sequência expressadas criaram uma oportunidade sem precedentes para investigar os mecanismos genéticos e bioquímicos responsáveis pela biomineralização.

estamos iniciando experimentos in vitro sobre sequestro de CO2 por E. huxleyi, e planejamos correlacionar a eficiência na remoção de CO2 da atmosfera e regulação genética.

  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 Bruiijn WC, Parker e SB (1984) “Mecanismo de calcificação no marnine alga Emiliania huxleyi” Phil Trans R Soc Londres Ser B 304, 435-444.
  4. Young JR E Henriksen K (2003) in Biomineralization, eds. Dove PM, de Yoreo JJ, and Weiner S (MSA, Washington D. C.), pp. 189-215.
  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) in Coccolithophore, eds. Winter A and Siesser WG (Cambridge University Press, Cambridge), pp. 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, ed. (Wiley-VHC, Winheim), pp. 251-268.
  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 coccolithophorid emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae), with particular reference to growth, coccolith formation, and calcification-photosynthesis interactions ” Phycologia 40, 503-529.

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