Klimaændringer kan føre til et dramatisk temperaturafhængigt fald i essentielle omega-3-fedtsyrer

Effekterne af globale klimaændringer resulterer allerede i tab af havis, accelereret havniveaustigning og længere og mere intense hedebølger, blandt andre trusler.

Nu forudsiger den første undersøgelse nogensinde af planktoniske lipider i det globale hav et temperaturafhængigt fald i produktionen af ​​essentielle omega-3-fedtsyrer, en vigtig undergruppe af lipidmolekyler.

En væsentlig konsekvens af undersøgelsen er, at efterhånden som den globale opvarmning fortsætter, vil der være færre og færre omega-3 fedtsyrer produceret af plankton i bunden af ​​fødenettet, hvilket vil betyde færre omega-3 fedtsyrer tilgængelige for fisk og mennesker . Omega-3 fedtsyrer er et essentielt fedt, som den menneskelige krop ikke kan producere på egen hånd, og det betragtes bredt som et "godt" fedt, der forbinder indtagelse af fisk og skaldyr til hjertesundhed.

Undersøgelsen analyserede 930 lipidprøver på tværs af det globale hav ved hjælp af en ensartet højopløsnings nøjagtig massespektrometri analytisk arbejdsgang, "hvilket afslører hidtil ukendte karakteristika for havets planktoniske lipidomer," som er helheden af ​​hundreder til tusinder af lipidarter i en prøve, ifølge et nyt papir ledet af forfattere fra Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI).

"Med fokus på ti molekylært forskellige glycerolipidklasser identificerede vi 1.151 forskellige lipidarter og fandt ud af, at fedtsyreumættethed (dvs. antallet af carbon-til-carbon-dobbeltbindinger) er fundamentalt begrænset af temperatur. Vi forudser betydelige fald i den essentielle fedtsyre eicosapentaensyre [EPA- ] i løbet af det næste århundrede, som sandsynligvis vil have alvorlige skadelige virkninger på økonomisk kritiske fiskerier," hedder det i avisen, "Globale havlipidomer viser et universelt forhold mellem temperatur og lipidumættethed," udgivet i Science .

EPA er en af ​​de mest nærende omega-3 fedtsyrer, har været forbundet med adskillige sundhedsmæssige fordele og er bredt tilgængelig som et kosttilskud. "Lipiderne i havet påvirker dit liv," siger medforfatter til tidsskriftsartikel Benjamin Van Mooy, seniorforsker i WHOI's Marine Chemistry and Geochemistry Department. "Vi fandt ud af, at sammensætningen af ​​lipider i havet vil ændre sig, efterhånden som havet opvarmes. Det er en grund til bekymring. Vi har brug for de lipider, der er i havet, fordi de påvirker kvaliteten af ​​den mad, som havet producerer til menneskeheden ."

"Alle organismer i havet skal kæmpe med vandtemperaturer. Med denne undersøgelse har vi afsløret en af ​​de vigtige biokemiske måder, celler gør det på," siger journalartikels hovedforfatter Henry C. Holm, en doktorgradsstuderende ved Massachusetts Institute of Teknologi (MIT)—WHOI Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Science and Engineering. "Disse resultater om EPA blev gjort mulige ved at bruge en metode, der giver os et meget komplet billede af gylcerolipiderne i hver prøve. Vi så, at temperaturen var forbundet med mætning af cellemembraner overalt, hvor vi så i havet."

Lipider er en klasse af biomolekyler produceret og brugt af organismer fra alle livets domæner til energilagring, membranstruktur og signalering. De udgør omkring 10-20 procent af planktonet i overfladehavet, hvor lipidproduktionen og lagrene er størst. Oceanografer har brugt lipider som biomarkører for kemiske og biologiske processer i årtier, og der har været robust forskning i deres biogeokemi. Men først for nylig har kombinationen af ​​højopløsningsmassespektrometri og nedstrøms analytiske værktøjer muliggjort omfattende umålrettede vurderinger af havets lipider på skalaer svarende til undersøgelser af andre molekyler såsom nukleinsyrer og proteiner.

I denne nye undersøgelse undersøgte forskere et globalt massespektralt datasæt af planktoniske lipidomer fra 146 steder indsamlet under syv oceanografiske forskningstogter fra 2013-2018. Forskerne bemærker, at selvom planktoniske samfundslipidomer er påvirket af adskillige miljøfaktorer såsom tilgængelighed af næringsstoffer, rapporterer papiret om "forholdet mellem lipider og velsagtens den mest fundamentale kontrol af deres sammensætning:temperatur."

Forskere undersøgte mætningstilstanden for de 10 hovedklasser af lipider med glycerol (dvs. glycerolipider) og fandt ud af, at blandt disse klasser "var temperaturen meget indflydelsesrig i struktureringen af ​​den relative overflod af fedtsyrearter." Derudover fandt forskerne en klar overgang fra lipidarter med flere umættede fedtsyrer ved koldere temperaturer til fuldt mættede arter ved de varmeste temperaturer.

"Disse tendenser er også tydelige i alle de andre glycerolipidklasser såvel som de samlede aggregerede lipidomer af alle glycerolipidklasser," hedder det i papiret. "Det er faktisk slående, at forholdet mellem temperatur og umættethed kommer frem fra vores datasæt på trods af at det spænder over så forskellige og forskellige planktonsamfund, fra de næringsfattige subtropiske gyres til den højproduktive antarktiske kystsok."

Forskerne fandt også, at den procentvise overflod for eicosapentaensyre (EPA) arter viste et stærkt forhold til temperatur. For at bestemme, hvordan de øvre og nedre grænser for sammensætningen af ​​EPA kan ændre sig under fremtidige opvarmningsforhold, genererede forskere kort ved hjælp af slutningen af ​​århundredets havoverfladetemperaturforhold for forskellige klimascenarier. Under klimascenariet SSP5-85, som avisen bemærker, betragtes som et worst-case scenario med fortsat høje drivhusgasemissioner, ser nogle havregioner - især på højere breddegrader - et drastisk fald på op til -25 % af EPA i forhold til beløb, de har nu, ifølge avisen.

Van Mooy sagde, at forskningen "er endnu et eksempel på, hvordan menneskelige aktiviteter forstyrrer havene på måder, som vi aldrig havde forventet, og på usikkerheden om, hvordan havet vil reagere på opvarmning." + Udforsk yderligere

Forskere identificerer et nyt terapeutisk mål for Parkinsons sygdom