Home » Ученые используют углерод для обнаружения нового источника азота в открытом океане

Ученые используют углерод для обнаружения нового источника азота в открытом океане

Пробы воды из Тихого океана отбираются исследовательским судном «Салли Райд» для исследования фиксации азота. Кредит: Кэти Хардинг/LLNL

Ученые Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) и Калифорнийского университета в Санта-Круз обнаружили ранее гипотетический класс фиксации азота на поверхности океана.

Дефицит азота ограничивает рост океан фитопланктон, глобально важный поглотитель углерода и основа морской пищевой сети. Азот, который может использоваться фитопланктоном, обычно имеет очень низкую концентрацию в освещенном солнцем слое открытого океана, но двумя основными источниками нового азота в поверхностных слоях океана являются нитраты, поступающие с глубин, и биологическая «фиксация» азота азотом.2 газа из атмосферы некоторыми цианобактериями.

В новом исследовании, опубликованном в Связь с природойКоманда обнаружила, что альтернативный класс фиксаторов азота, которые не являются фотосинтезирующими, связаны с морскими частицами и фиксируют азот в некоторых частях океана.

«Более трех десятилетий ученые знали, что этот альтернативный класс фиксирующих азот организмов широко распространен в поверхностных слоях океана, но до сих пор у нас не было прямых доказательств того, что они действительно могут фиксировать азот», — сказала ведущий автор и бывший аспирант LLNL Кэти Хардинг. Хардинг был аспирантом Калифорнийского университета в Санта-Круз в лаборатории Джонатана Зера, который десятилетиями изучал фиксацию морского азота.

Ученые используют углерод для обнаружения нового источника азота в открытом океане

Пример одной из частиц морского детрита, где команда обнаружила организм, фиксирующий азот (показан красной стрелкой в ​​виде горячей точки при обогащении 15N). Масштабная линейка = 5 микрометров. Предоставлено: Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса.

Ученый LLNL Ксавьер Майали сказал, что найти эту активность было сложно.

«Мы нашли его, потому что смогли использовать наш инструмент nanoSIMS для локализации отдельные ячейки на морских частицах, — сказал Майали. — Таким образом, фиксаторы азота, которые не являются фотосинтезирующими, не кажутся свободно плавающими, а вместо этого они прикреплены к морскому детриту, который в конечном итоге погружается в воду. глубокий океан.”

В новом исследовании члены команды использовали комбинированное мечение стабильных изотопов углерода (C) и азота (N), чтобы они могли отделить организмы, которые включали как N, так и C (например, фотосинтезирующие N-фиксирующие цианобактерии), от тех, которые включали только N ( нецианобактериальные N-фиксирующие организмы).

Прибор nanoSIMS в LLNL позволяет количественно определять редкие изотопы C и N на уровне отдельных клеток и способен обнаруживать гипотетические фиксаторы N после инкубации образцов в море с меченым N.2 газ и CO2.

Пока неизвестно, какое значение это открытие имеет для здоровья океанов.

«Больший рост фитопланктона, частично подпитываемый азотом, может принести пользу морской жизни», — сказал Майали. «Если тонущие морские частицы имеют больше азот в них от этой деятельности потенциально может сделать их более питательными для организмов, живущих в глубоком море».

Лучшее понимание источников азота в океане также влияет на способность прогнозировать поглощение океаном углерода, поскольку морской фитопланктон, как правило, ограничен азотом. Если у них достаточно азота, они будут поглощать больше углерода из атмосферы. Таким образом, даже несмотря на то, что недавно открытые организмы не являются фотосинтезирующими, азот, который они фиксируют, может быть использован в дальнейшем организмами, фиксирующими углерод. естественное связывание углерода в океанах.

Подход с двойной изотопной маркировкой находит применение и в других областях, таких как хранение углерода в почве и биотопливе. «Мы можем использовать этот метод для поиска этих типов организмов в почве и в культурах водорослей, производящих биотопливо, особенно в среде с низким содержанием азота, где организмы, фиксирующие азот, будут важны для здоровья экосистемы», — сказал Майали.

Дополнительная информация:
Кэти Дж. Хардинг и др., Измерения, специфичные для клеток, показывают фиксацию азота предполагаемыми нецианобактериальными диазотрофами, прикрепленными к частицам в субтропическом круговороте северной части Тихого океана, Связь с природой (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34585-y

Цитата: Ученые используют углерод для обнаружения нового источника азота в открытом океане (18 ноября 2022 г.), получено 18 ноября 2022 г. с https://phys.org/news/2022-11-scientists-carbon-nitrogen-source-ocean.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Read more:  Размеры экрана iPhone 15: что мы ожидаем

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.