Ein Krieg ohne Ende - mit dem Kohlenstoffkreislauf der Erde im Gleichgewicht

Ein Krieg ohne Ende - mit dem Kohlenstoffkreislauf der Erde im Gleichgewicht

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Anonim

von der Oregon State University

Der größte Kampf in der Geschichte der Erde hat seit Hunderten von Millionen von Jahren stattgefunden, ist noch nicht vorbei und bis jetzt wusste niemand, dass es ihn gab, berichteten Wissenschaftler heute in der Zeitschrift Nature .

In einer Ecke befindet sich SAR11, ein Bakterium, das der am häufigsten vorkommende Organismus in den Ozeanen ist. Es überlebt dort, wo die meisten anderen Zellen sterben würden, und spielt eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf des Planeten. Es wurde vermutet, dass SAR11 so klein und weit verbreitet ist, dass es für Angriffe unverwundbar sein muss.

In der anderen Ecke, die so seltsam aussieht, dass Wissenschaftler sie früher gar nicht erkannten, befinden sich "Pelagiphagen", Viren, die bekanntermaßen SAR11 infizieren und routinemäßig jede Sekunde Millionen dieser Zellen abtöten. Und wie dieser Kampf ausgeht, ist nicht nur von zufälligem Interesse, denn SAR11 hat einen enormen Einfluss auf die Menge an Kohlendioxid, die in die Atmosphäre gelangt, und auf die gesamte Biologie der Ozeane.

"In unseren Ozeanen ist Krieg, ein riesiger Krieg, und wir haben ihn noch nie gesehen", sagte Stephen Giovannoni, Professor für Mikrobiologie an der Oregon State University. "Dies ist ein wichtiger Teil des Puzzles, wie Kohlenstoff im Meer gespeichert oder freigesetzt wird."

Forscher von der OSU, der University of Arizona und anderen Institutionen erläuterten heute die Entdeckung dieses andauernden Konflikts und seine Auswirkungen auf die Biologie und Funktion von Ozeanprozessen. Die Ergebnisse widerlegen die Theorie, dass SAR11-Zellen immun gegen virale Prädation sind, sagten die Forscher.

"Im Allgemeinen ist jede lebende Zelle anfällig für Virusinfektionen", sagte Giovannoni, der SAR11 1990 zum ersten Mal entdeckte nicht von Viren angegriffen werden. "

Die neuen Forschungsergebnisse zeigen, dass SAR11 wettbewerbsfähig ist, organischen Kohlenstoff gut abfängt und sich wirksam verändert, um Infektionen zu vermeiden. Aus diesem Grund gedeiht es in Hülle und Fülle und wird ständig von den neu entdeckten Viren getötet.

Yanlin Zhao, Michael Schwalbach und Ben Temperton, Postdoc-Forscher bei Giovannoni, machten die Entdeckung der Pelagiphage-Virusfamilien. Sie verwendeten traditionelle Forschungsmethoden, züchteten Zellen und Viren aus der Natur in einem Labor, anstatt DNA aus der Natur zu sequenzieren. Die neuen Viren waren so einzigartig, dass Computer die Virus-DNA nicht erkennen konnten.

"Die Viren selbst scheinen natürlich genauso häufig zu sein wie SAR11", sagte Giovannoni. "Unsere Kollegen an der Universität von Arizona haben dies mit neuen Technologien demonstriert, die sie zur Messung der viralen Vielfalt entwickelt haben."

SAR11 weist mehrere einzigartige Merkmale auf, einschließlich der kleinsten bekannten genetischen Struktur einer unabhängigen Zelle. Diese Mikrobe spielt eine enorme Rolle beim Verbrauch von organischem Kohlenstoff, aus dem sie Energie erzeugt und dabei Kohlendioxid und Wasser erzeugt. SAR11 recycelt organische Stoffe und liefert die Nährstoffe, die Algen benötigen, um täglich etwa die Hälfte des Sauerstoffs zu produzieren, der in die Erdatmosphäre gelangt.

Dieser Kohlenstoffkreislauf beeinflusst letztendlich das gesamte Pflanzen- und Tierleben auf der Erde.