Почему самые маленькие организмы в океане одни из самых могущественных сил в природе? Человеческое общество, и большая часть жизни на Земле опирается на микроскопические морские формы жизни для воздуха, который мы дышим, изобилие морской жизнью и циклами питательных веществ и энергии, которые делают жизнь земной. Исследования Портлендского государственного университета (PSU) освещают, кто такие крошечные существа, что они являются, и какие секреты они могут хранить в будущем нашей планеты.
Энн Томпсон – доцент кафедры биологии в PSU. Она исследует фитопланктон и их взаимодействие с другими микроорганизмами.
“Фитопланктон – это основа, которая позволяет нам получать питание от моря, и они производят некоторые из кислорода, который мы дышим. Так что они действительно важны. Picocyanobacteria– сказал Томпсон.
Эти клетки являются наиболее распространенными фотосинтетическими клетками на планете.
Томпсон является главой лаборатории под названием Microbial Ecology PDX, где она руководит исследовательской программой, направленной на изучение ролей, которые микроорганизмы играют в велосипеде питательных веществ, симбиоз и экосистем
От открытого океана до лаборатории микробной экологии
Лаборатория микробной экологии вносит критическое понимание нашего основного понимания жизни, что может привести к долгосрочному применению в области управления окружающей средой, устойчивости к климату и биотехнологических инноваций.
Предшественник жизни растений
Cyanobacteria, подмножество большей группы фитопланктона, представляют собой разнообразную линию организмов. Часто называемые сине-зелеными водорослями, некоторые формы цианобактерий токсичны-как те, которые ответственны за тепловое управление Цианобактериальные цветы Это проблема безопасности для людей и домашних животных в Портленде и по всему Орегону, летом и ранней осенью. Picocyanobacteria, изученные в лаборатории Томпсона, не известны как токсичные, но представляют большой интерес для исследователей.
«Линия в целом невероятна, потому что она была на земле в течение миллиардов лет – это клетки, которые изобрели производство кислорода посредством фотосинтеза», – сказал Томпсон. «Они будут здесь задолго до того, как нас тоже уйдут».
Причина их устойчивости и долголетия? Они не зависят от другой жизни так же, как мы. Вместо этого они получают энергию от солнечного света и углекислого газа. Из этого они создают кислород, некоторые могут исправить азот, и при этом они поддерживают целые пищевые цепи.
Отношения Predator-Prey
«То, над чем мы сейчас работаем, выясняем, кто ест эти клетки. Мы знаем, что они убиты вирусами. И мы знаем, что их съедят одноклетные организмы, называемые Протистами. Но мы не знаем, каковы эти точные взаимодействия»,-сказал Томпсон.
Является ли пассивная добыча Picocyanobacteria, беспомощная против подхода голодного профиста? Или они активно пытаются избежать хищников? Какие защитные механизмы, если таковые имеются, они могут иметь? И важный вопрос: что с ними происходит после того, как их съели? Где заканчивается этот органический материал?
Этот последний вопрос важен для нашего понимания климатической науки. Уровень углерода в атмосфере является ключевым фактором, влияющим на климат Земли, а пикоцианобактерии берут углекислый газ из атмосферы. После того, как они убивают, выходит ли углерод, содержащий в их тела, обратно в атмосферу, или он погружается на дно океана и заканчивается?
Знание больше об их хищниках могло бы ответить на это. Если они поглощены большим микроорганизмом с большим фекальным осадкой, которая быстро тонет, то углерод от фитопланктона, вероятно, экспортируется – последовательно на дно моря. Если их съедят что -то меньшее, что делает то, что называется неряшливое кормление– Соединение небольших укусов и в основном делая беспорядок – тогда растворенный органический материал перерабатывается в океан, где его можно легко вернуть в атмосферу.
«Если мы сможем ответить на некоторые из этих вопросов, мы надеемся, что мы лучше поймем фитопланктон, и тогда мы сможем лучше предсказать, как фитопланктон сможет поддерживать важные экономики, важные экосистемы и действительно, обитаемость земли», – сказал Томпсон.
Пожизненное обучение
В лаборатории Томпсона существует легкий инкубатор в цикл восхода/заката. Внутри этого огромная популяция фитопланктона живет, воспроизводит и умирает. Помимо этого, группа людей на всех этапах их научной карьеры учится у фитопланктона и друг друга – обучение общественности, студентов и учителей является важным аспектом лабораторной миссии Томпсона.
Работа с учителями – одна конкретная область сосредоточенности для Томпсона. В рамках программы MJ Murdock Partners Partners in Science Thompson принимал несколько учителей средней школы STEM в лаборатории, где они разработали свой собственный проект на фитопланктоне в открытом океане и ответа на пластмассы. Это формирующее сотрудничество, поддерживаемое трастом, заставило Томпсона обратиться за дополнительными возможностями для поддержки педагогического образования. Благодаря финансированию NSF, Томпсон и соавторы Клаудия Людвиг и Нитин Балига работали с восемью учителями STEM в средней школе в течение трех лет, чтобы перевести исследования по пикоцианобактерии в учебную программу средней школы. Модуль, который они создали – называемый «Наш невидимый лес: что находится в капле морской воды», Вовлекает студентов в науку океана, химию, физику и биологию – вокруг идеи, что океан изобилует микробной жизнью.
«В дополнение к моей работе с учителями, у меня постоянный поток студентов PSU через мою лабораторию. В настоящее время у меня есть один помощник по исследованию выпускников – студент -магистр», – сказал Томпсон. «А потом этим летом я также добавил студента бакалавриата, и это фантастика. Тогда у меня тоже есть ученик средней школы в лаборатории. И у меня также есть постдок и исследовательский адъюнкт -преподаватель. Так что у меня сейчас огромный диапазон карьеры в лаборатории». Эта многоуровневая среда приносит пользу всем участникам-учащиеся на ранних стадиях получает распространение распространенных исследований, в то время как более опытные исследователи оттачивают свои навыки наставничества.
Учитывая срочность нашего климатического кризиса, это важный момент для получения дополнительной информации о некоторых ключевых игроках Земли. Picocyanobacteria нравится теплый открытый океан с питательными веществами. Эти районы планеты сейчас расширяются и будут продолжать расширяться в ближайшие годы. По мере того, как океан продолжает меняться, вполне вероятно, что Picocyanobacteria будет процветать. Другим типам фитопланктона, возможно, не так повезло – некоторые живут в более прохладных водах и нуждаются в большем количестве питательных веществ. Многие из них важны для прибрежного рыболовства и источников пищи человека. Таким образом, у людей есть много, чтобы получить лучшее понимание этих крошечных форм жизни и их экологических взаимодействий.
«Это ценность для нашего общества – понимать, как работает жизнь. И эти невероятные клетки просты. Они живут и умирают. Они делали это в течение миллионов лет – и их предки делали это в течение миллиардов лет! И если мы сможем понять секреты того, как они живут и настойчивы в изменении условий, мы можем узнать больше о самой жизни, которая имеет непростую и необработанную ценность для людей», – сказал Томпсон.
Исследования с общественным воздействием являются одним из главных приоритетов PSU. Энни Линдгрен, заместитель вице -президента PSU по исследованиям, работает над продвижением междисциплинарных инициатив в области исследований PSU и создание партнерских отношений с промышленностью и другими заинтересованными сторонами сообщества.
“Спеклятор доктора Томпсона о финансировании рассказывает о мощной истории о воздействии как с точки зрения исследований, так и в области образования. Анна недавно получила награду Фонда Саймонса в ранней карьере, которая является свидетельством ее позиционирования среди самых перспективных исследователей в мире. Но это ранние возможности, предоставленные MJ Murdock благотворительным доверием, и последовательные гранты из национальной науки, которые действительно подсказывают ее способность для построения для построения программы для пособий, которые в соответствии с экологическими программами. Учащиеся всех возрастов.
2025-08-06 22:31:00
1754521504
#Путешествие #через #невидимые #экосистемы #исследователь #PSU #раскрывает #загадки #морской #жизни
Ещё по этой теме
