schimbările climatice: cocolitoforidele pentru sechestrarea CO2

by Posted on

Cocolitoforidele sunt un grup de plancton vegetal unicelular, care se înconjoară cu plăci de calcit minuscule și foarte structurate, numite cocoliths. Cocolitoforidele abundă în toate oceanele lumii. În ceea ce privește producția de carbonat de calciu, acestea sunt, fără îndoială, principalul contribuitor la sedimentele oceanice (1), reprezentând astăzi aproximativ o treime din producția totală de CaCO3 marin (2). Cea mai abundentă specie de cocolitofor este Emiliania huxleyi, prezentată în stânga în partea de sus a figurii 1.

Figura 1. Diverse cocolitoforide de pe pagina web a lui Jeremy Young, la Muzeul Național de istorie, Londra, Marea Britanie. Toate barele de scară sunt de 1 micron. De la stânga la dreapta: Emiliania huxleyi întreaga celulă coccolitoforidă înconjurată de coccolitele sale, Calcidiscus leptoporus ssp. quadriperforatus; detaliu al unei coloane coccolite din Rhabdosphaera clavigera, detalii ale coccolitelor din Syracosphaera molischii, Algirosphaera robusta, și Discosphaera tubifera, respectiv. Controlul rafinat asupra nanostructurilor formate din cocolitoforide și principiile care reglementează un astfel de control sunt încă neexplorate și pot fi relevante pentru eforturile de nanofabricare sintetică.

E. huxleyi poate fi foarte bine cea mai abundentă specie producătoare de carbonat de calciu de pe pământ (3). Infloreste cocolitophorid, cea mai mare parte compus din E. huxleyi poate fi văzut de la satelit, așa cum este prezentat în Figura 2. Impactul biogeochimic al coccolitoforidelor este amplificat prin exportul de coccolite pe fundul oceanului, unde coccolitele sunt cea mai mare componentă unică a sedimentelor de adâncime, formând acumulări vaste de scurgeri calcaroase și crete, inclusiv cretele cretacice târzii din NW Europa (4) (Figura 1). În ultimii 220 de ani s-a înregistrat o creștere de 40% a masei medii de coccolit (2).

Figura 2. Stânga și mijloc: cocolithophore înflorește văzut din satelit în Marea Celtică și Marea Bering. Densitatea mare a coccolitohoridelor oferă un fundal alb, astfel apa de mare apare cyan, deoarece absoarbe culoarea complementară roșie. Righ: stâncile albe din Dover, În SE Anglia, compuse în mare parte din coccolite sedimentate.

biomineralizarea Coccolitului a fost studiată pe larg. Recenzii recente includ (4-9).

Coccolitele prezintă o morfologie foarte nefirească pentru calcit, totuși sunt compuse din cristale unice de calcit, așa cum se arată în Figura 1.

Iglesias-Rodriguez și colab. recent a arătat că cocolitoforidele răspund deja și probabil vor continua să răspundă la creșterea presiunii parțiale a CO2 atmosferice, ceea ce are implicații importante pentru modelarea biogeochimică a viitoarelor oceane și climatice (2).

Cocolitoforidele sunt responsabile pentru marea majoritate a calcificării biogene în sistemele marine. Rezultatele din paleontologia marină recentă și studiile bazate pe cultură sugerează că diferite specii de cocolitofori răspund diferențiat la diferite niveluri de nutrienți, pCO2, bicarbonat etc. (10). Cu toate acestea, surprinzător de puțin se știe despre efectul unor astfel de factori de mediu locali asupra biomineralizării (11). Prima secvență genomică cocolitoforă (a lui E. huxleyi) și mai multe biblioteci de etichete de secvență exprimate au creat o oportunitate fără precedent de a investiga mecanismele genetice și biochimice responsabile de biomineralizare.

inițiem experimente in vitro privind sechestrarea CO2 a lui E. huxleyi și planificăm corelarea eficienței în eliminarea CO2 din atmosferă și reglarea genelor.

  1. LOWENSTAM HA și Weiner S (1989) despre Biomineralizare (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 și colab. (2008)” calcificarea fitoplanctonului într-o lume cu nivel ridicat de CO2 ” știința 320, 336-340.
  3. Westbroek p, De Jong EW, van der Wal P, Borman AH, de vrind JPM, Kok D, de BRUIIJN WC și Parker SB (1984) “mecanismul de calcificare în alga marnine Emiliania huxleyi” Phil Trans R soc Londra Ser B 304, 435-444.
  4. Young JR și Henriksen K (2003) în Biomineralizare, eds. Dove PM, de Yoreo JJ și Weiner s (MSA, Washington D. C.), PP.189-215.
  5. Westbroek P, Young JR și Linschooten K (1989) “producția de Coccolit (biomineralizare) în alga marină Emiliania huxleyi” J Protozool 36, 368-373.
  6. Pienaar RN (1994) în Cocolitofor, eds. Winter a și Siesser WG( Cambridge University Press, Cambridge), PP.13-37.
  7. de Vrind-de Jong EW și de vrind JPM (1997) “depunerea algelor de carbonați și silicați” Rev Mineral 35, 267-307.
  8. Young JR, Davis SA și Bown PR (1999)” coccolith ultrastructure and biomineralization ” J Struct Biol 126, 195-215.
  9. Marsh ME (2000) în Biomineralizare: de la biologie la biotehnologie și aplicații medicale, ed. B UERLEIN e (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, și colab. (2008)” calcificarea fitoplanctonului într-o lume cu nivel ridicat de CO2 ” știința 320, 336-340.
  11. Paasche e (2002) “o revizuire a cocolitoforidului Emiliania huxleyi (Prymnesiophyceae), cu referire specială la creșterea, formarea coccolitului și interacțiunile calcifiere-fotosinteză” Phycologia 40, 503-529.

Published by admin

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.