Nowe podejście do oceny ekosystemów
Wiązanie azotu cząsteczkowego jest głównym źródłem azotu w otwartym oceanie i kluczowym czynnikiem dla pierwotnej produkcji w sieci troficznej. Ma też związek z wymianą dwutlenku węgla pomiędzy atmosferą i morzem, gdzie jest on wykorzystywany w produkcji biomasy i wydzielany podczas oddychania. Żelazo może być limitującym składnikiem odżywczym dla organizmów wiążących azot cząsteczkowy i uczestniczących w pierwotnej produkcji. Dostaje się do otwartego oceanu głównie poprzez odkładanie pyłu. Globalne odkładanie pyłu stanowi odzwierciedlenie zwiększonego pustynnienia i zmian w użytkowaniu ziemi, jest więc przedmiotem zainteresowania naukowców na całym świecie. W ramach finansowanego przez UE projektu PROTEON (Proteomic approaches to assess the oceanic nitrogen biogeochemistry) opracowano unikalną, wysokoprzepustową metodę badawczą, łączącą aktywność metaboliczną organizmów z ich tożsamością w danej próbce. Analiza opiera się na naturalnych izotopach węgla (i azotu) znajdujących się w białkach w ekosystemie. Wykorzystano dwie kultury bakteryjne, tworząc wysokoprzepustową metodę, którą wciąż jeszcze czekają badania na próbce pobranej z jeziora meromiktycznego (jeziora o niemieszających się ze sobą warstwach). Wstępne prace na temat zbiorowiska mikrobiologicznego i cyklu siarkowego zostały opublikowane w czasopiśmie Geobiology. Jak dotąd opracowana technika identyfikacji białek wyznakowanych stabilnymi izotopami węgla (P-SIF) przeznaczona jest do izotopów węgla. Szczegóły prac zostały opisane w branżowym czasopiśmie naukowym Analytical Chemistry. Izotopy azotu okazały się bardziej problematyczne, ale trwają prace nad rozwiązaniem problemów technicznych. Badana jest także ekstrakcja białek z wody morskiej, a naukowcy będą pracować nad zwiększeniem ilości białka do wprowadzenia do P-SIF w celu przeanalizowania próbek ze zwrotnikowych rejonów północnego Atlantyku, zebranych podczas rejsu. Próbki zebrano podczas ekspedycji między Gwadelupą (Antyle Francuskie) i Wyspami Zielonego Przylądka (Afryka Zachodnia). Przeanalizowano je pod względem wielkości produkcji podstawowej i szybkości wiązania N2 oraz dominującej grupy wiążącej N2. Eksperymenty te przeprowadzono wraz z pomiarami grubości pyłów/aerozoli, co umożliwiło pośrednie porównanie tempa wiązania N2 oraz przewidywanego przyrostu pyłów w tropikalnej części północnego Atlantyku. Technika P-SIF opracowana w projekcie PROTEON będzie wartościowym narzędziem do oceny zależności między mikroorganizmami morskimi oraz ich roli w ekosystemie. Pozwoli ona na badanie wcześniej nieznanych mikrobów, które mogą okazać się kluczowe dla zrozumienia procesów biogeochemicznych zachodzących w środowisku oraz mogą pomóc w ocenie zmian użytkowania gruntów.
Słowa kluczowe
Ekosystem, węgiel w oceanach, obieg azotu, rozkładanie pyłu, meromiktyczne, obieg siarki, PROTEON, identyfikacja białek wyznakowanych stabilnymi izotopami węgla, diazotrof
