ارگانیسم دریایی تک سلولی برای اولین بار پیدا شد که در تاریکی اکسیژن آزاد می کند | پژوهش

یک مسیر بیولوژیکی که قبلاً ناشناخته بود، به نوع گسترده ای از آرکئون اقیانوسی اجازه می دهد تا هم اکسیژن و هم نیتروژن را در تاریکی آزاد کند – اولین باری است که چنین پدیده ای در طبیعت در یک محیط بدون اکسیژن دیده می شود. این فرآیند که جزئیات آن هنوز به طور کامل شناخته نشده است، می تواند درک دانشمندان را از چرخه مواد مغذی کلیدی در اقیانوس ها تغییر دهد.

باستان‌های اکسیدکننده آمونیاک از فراوان‌ترین میکروب‌ها در اقیانوس‌های جهان هستند. آنها انرژی را با استفاده از اکسیژن برای اکسید کردن آمونیاک به نیتریت به دست می آورند. با این حال، آنها در اکوسیستم هایی یافت شده اند که هیچ اکسیژن قابل تشخیصی ندارند. آیا آنها از ستون آب پوشاننده خارج می شوند یا مقدار کمی یا دوره ای اکسیژن وجود دارد که ما نمی بینیم؟ دونالد کانفیلد از دانشگاه جنوب دانمارک می پرسد. اینها انواع توضیحاتی هستند که مردم معمولاً از آنها استفاده می کنند.

کانفیلد و همکارانش به رهبری بیت کرافت این مشکل را بررسی کردند و تلاش کردند تا مشخص کنند که یک گونه خاص چگونه نامیده می شود. نیتروسوپولیوس ماریتیموس برای مثال ممکن است به تغییرات در سطح اکسیژن در نتیجه گرمایش جهانی پاسخ دهد. کنفیلد می‌گوید: «بیت دریافت که ارگانیسم اکسیژن را نزدیک به صفر می‌کشد و سپس اکسیژن دوباره افزایش می‌یابد و این واقعاً بسیار عجیب بود.

پس از سه سال آزمایش های بیشتر، محققان دریافتند که باستانی ها واقعاً اکسیژن خود را تولید می کنند. این فقط قبلاً در باکتری‌های NC10 یافت شده بود که اکسید نیتریک را به نیتروژن و اکسیژن تجزیه می‌کنند و از اکسیژن برای اکسید کردن متان استفاده می‌کنند. با این حال، باکتری NC10 برای آزاد کردن اکسیژن شناخته نشده است. علاوه بر این، اندازه گیری شروع تولید اکسیژن و نیتروژن، و همچنین آزمایش های برچسب گذاری ایزوتوپی، نشان داد که نیتروسوپولیوس ماریتیموس نیتروژن و اکسیژن را از طریق مسیری متفاوت به NC10 تولید می کند. محققان پیشنهاد می کنند که این ممکن است شامل اکسید نیتروژن به عنوان یک واسطه باشد. کنفیلد می‌گوید: «احساس می‌کنم که ما مورد خوبی برای آن ایجاد کردیم، اما هنوز باید به روشی دقیق‌تر نشان داده شود.

محققان اکنون در حال بررسی هستند که آیا دیگر باستان‌های اکسیدکننده آمونیاک نیز می‌توانند همین ترفند را برای رشد در شرایط بدون اکسیژن مداوم انجام دهند یا خیر. اگر چنین باشد، می تواند درک جامعه علمی از باروری اقیانوس ها در آب و هوای گرم را تغییر دهد. اگر اکسیژن‌زدایی از اقیانوس‌ها بیشتر باشد، آیا N بیشتری خواهیم داشت₂ ضرر – زیان؟’ کنفیلد می پرسد.

ویلم مارتنز هابنا، میکروبیولوژیست از دانشگاه فلوریدا، می گوید: «این قطعا یک گام بزرگ است. او می‌گوید: «اگر این فعالیت باستانی در این مناطق حداقل اکسیژن وجود داشت، دانشمندان نمی‌توانستند آن را تشخیص دهند، زیرا هیچ‌کس نمی‌دانست در آزمایش‌های برچسب‌گذاری ایزوتوپی به دنبال چه الگوی باشد.» اگر این فرآیند قابل توجه است، باید ابزارهای جدیدی ایجاد شود تا تشخیص دهد که نیتروژن زدایی متعارف چیست، اکسیداسیون آمونیاک بی هوازی چیست و این متابولیسم باستانی که به از دست دادن نیتروژن در مناطق حداقل اکسیژن کمک می کند، چیست.