Nyopdagede planteplanktongrupper synes at favorisere varmere oceaner

Et internationalt forskerhold har opdaget to planteplanktongrupper - i modsætning til enhver kendt art - i klimafølsomme områder rundt om i verden. Selvom de forekommer relativt sjældne i forhold til andet fytoplankton, forskere siger, at deres udbredelse i varmt vand tyder på, at de kan være vigtige i fremtidige havøkosystemer.

Fundene, udgivet 9. januar i Nuværende biologi , spores fytoplanktongene til deres potentielle gamle oprindelse og matchede dem med sekvenser i omkring 200 nutidige prøver. De nye planteplanktongrupper var stadig mere rigelige i varmere, overfladevand med lavt næringsindhold på steder, herunder Sargassohavet, Bengalbugten og det nordlige Stillehav Gyre.

"Disse nye planteplankton ser ud til at trives i verdens mest ørkenlignende farvande, hvor de fleste andre eukaryote arter falder, "sagde Alexandra Z. Worden, en senior stipendiat ved Canadian Institute for Advanced Research, som ledede teamet fra Monterey Bay Aquarium Research Institute (USA) sammen med samarbejdspartnere fra Oregon State University (USA), Woods Hole Oceanographic Institution (USA) og National Institute of Oceanography (Indien).

Begge planteplanktongrupper blev fundet i større antal i varmere, lavt næringsindhold overfladevand sammenlignet med tal i køligere, regioner med højere næringsstoffer. Dette mønster overraskede forskere, fordi større, eukaryot fytoplankton falder ofte til forsvindende lave tal under disse forhold, som typisk favoriserer små cyanobakterier.

Havoverfladeopvarmning skaber et lag af lavt næringsvand, der er adskilt fra køligere, næringsrig vand herunder. Denne proces forekommer årligt i store områder af det åbne hav, hvor punkteret vinterblanding giver mulighed for et kort "flor" af planteplanktonliv, der efterfølges af en sommersæson med varmt, overfladevand med lavt næringsindhold. De fleste af blomstringsarterne forsvinder i løbet af sommeren, fordi de ikke er effektive konkurrenter for næringsstoffer ved lave koncentrationer. Opvarmning af havoverflader fører til en udvidelse af disse miljøer med lavt næringsindhold i en proces kendt som havørkendannelse.

"Da mikrober i vores oceaner er tvunget til at tilpasse sig klimaændringer, det er de typer organismer, vi virkelig skal forstå, "Sagde Worden.

Forskere har haft svært ved at måle virkningen af ​​havopvarmning på bosatte mikrobielle grupper på grund af mangel på konsekvent information om mikrober, ligesom fytoplankton, der udfører marin fotosyntese. Wordens team etablerede Baselines Initiative for at overvinde denne forhindring med mere end 6, 000 RNA-sekvenser i fuld længde og tidsserieudtagning, hvor den samme placering prøvetages gentagne gange gennem årstiderne og gennem årene. Det ultimative mål for disse oceanografiske tidsserier er at indsamle aktuelle dagsoplysninger, mod hvilke fremtidige ændringer i havet kan vurderes.

Forskere opdagede først en af ​​de nye planteplanktongrupper i 2006, da de bemærkede en "underlig" sekvens ud af millioner. De troede, at dataene fra en tropisk ø ud for Costa Rica kunne have været en fejl, indtil de så identiske sekvenser i det nordlige Stillehav og i koralrev ud for Curaçao. For at kontrollere deres fund, de filtrerede organismernes DNA fra havvandet. Næste, de genererede RNA-gensekvensen i fuld længde og sammenlignede den med andre organismer for at placere den i et evolutionært træ. Endelig, de kortlagde organismerne gennem prøver fra BIOS Bermuda Atlantic Time-Series Study, TARA Oceans Expedition og Baselines Initiative, herunder SeaFar Curaçao -projektet i det integrerede mikrobielle biodiversitetsprogram.

Den første planteplanktonlinie ser ud til at være en helt ny gruppe af planteplanktonarter. Forskere mener, at dens forfader kan være en encellet protistangruppe, der tog en separat evolutionær vej fra haptofytalgerne, som opstod for mellem 1 milliard og 637 millioner år siden. Den anden slægt synes at være nært beslægtet med haptofytter. Imidlertid, det er en ny gruppe, der ikke tilhører nogen kendt art eller klasse.

"For at forstå fremtidige oceaner vil engangsudtagning ikke fungere. Hvis vi havde taget et øjebliksbillede af havet i foråret, ville vi have troet, at dette planteplankton ikke var ligegyldigt, men fordi vi blev ved med at gå tilbage, indså vi, at de er vigtige - det tager årstidsudtagning af årstiderne for at se det, "Sagde Worden.

Wordens laboratorium vender tilbage til Sargassohavet og Curaçao for bedre at forstå de to planteplanktongruppers økologi. Hvordan disse grupper bidrager til fødekæden og kulstofcyklussen er i øjeblikket ukendt. Worden mener, at en mulighed er, at de får deres næringsstoffer, selvom de er en kombination af fotosyntese og fodring med andre celler.