Čeští biologové vyřešili pradávnou paleooceánologickou záhadu

Studie, která právě vyšla v odborném časopise mBio, publikovaná týmem českých vědců ukazuje, že významnými hráči v koloběhu prvků ve světových oceánech je málo známá a dlouho zcela přehlížená skupina, tzv. diplonemy.

Paleoceánografové, neboli odborníci na procesy v oceánech minulosti, mají stopové prvky barium a stroncium v oblibě. Používají je jako okno do minulosti, když se snaží rekonstruovat produktivitu oceánů a globální změny klimatu v minulých geologických érách.

Dodnes se jen spekulovalo o tom, odkud se bere souvislost mezi těmito usazenými stopovými prvky a produktivitou oceánů. Tento ukazatel je zásadní pro porozumění globálním cyklům oxidu uhličitého a historických změn teploty zemské atmosféry.

Související

Jiří Kostka

Zombie infekce z nového seriálu The Last of Us má…

Marek Kuřina

V prvohorách byly oceány podle geologů plné malých…

Studie nabízí nové vysvětlení. Podle autorů článku, mezi nimiž je řada specialistů na jednobuněčné organismy a procesy v nich, v tom mají prsty diplonemy, vzdáleně příbuzné například původcům spavé nemoci trypanozomám.

Biokrystaly, které nacházíme v jejich buňkách, přesně odpovídají datům, získaným z analýzy sedimentů. "Nevím, zda láska prochází žaludkem, ale biogenní sedimentární horniny určitě,” říká hlavní autorka studie Jana Pilátová z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, která na studii úzce spolupracovala s kolegy z Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích.

A jaká je vlastně souvislost s cyklem uhlíku v oceánech a usazeninami, které obsahují sloučeniny baria a stroncia? Uhlík fixují organismy, obsahující fotosyntetická barviva, tedy sinice a řasy. Ty jsou konzumovány zooplanktonem nebo odumírají po infekcích bakteriemi a viry.

Diplonemy se živí organickými zbytky z primárních producentů a zároveň jsou hyperakumulátory Ba-Sr. Poznání těchto jednobuněčných organismů je pro vědu teprve na svém začátku. Jen nedávno se zjistilo díky velkým sekvenační projektům, kterých se účastnili i čeští vědci, že tito průhlední mikroskopičtí prvoci patří k nejčastějším obyvatelům oceánů a zejména dominují hlubokým vodám, kam slunce už nesvítí (pod 300 m). Desetitisíce druhů tak čekají na své objevení a doslova vynesení na světlo světa.

Dnes již víme, že se diplonemy živí organickou hmotou a bakteriemi. “My jsme navíc zjistili, kdo se živí diplonemami,” vysvětluje jeden z přínosů studie Jana Pilátová. Zooplankton z vody filtruje spolu s ostatní jednobuněčnou kořistí také diplonemy. A ve fekálních peletách, tedy jakémsi “trusu zooplanktonu”, jsou mezi nestrávenými zbytky biokrystaly baritu (BaSO4) a celestitu (SrSO4) tvořené diplonemami.

Takto dopadnou na dno oceánu a můžou to nakonec dotáhnout až do geologické vrstvy, která se uchová budoucím generacím jako svědek své doby. Odborník, který umí číst takto zanechané stopy, pak dokáže využít tyto stopové prvky jako svědka komplexních procesů, které hýbaly celou planetou. “Čím bohatší atmosféra na CO2, tím tepleji a tím také více řas v mořích a více fixovaného uhlíku, potažmo i hodně spokojených vypasených diplonem, které mohly přenést i skrze své predátory stopové prvky ke dnu, odkud je pak vykutali geologové,” popisuje souvislosti Jana Pilátová.

Otázkou stále zůstává, proč tito výstřední prvoci tvoří své biokrystaly. Autoři spekulují, že je mohou používat jako potápěči svá závaží pro pohyb v hlubokých vrstvách vodního sloupce oceánů.

Zdroj: Biologické centrum AV ČR, Přírodovědecká fakulta UK, mBio