طبق تحقیقات جدید، نوعی جلبک معمول در اقیانوس نقش مهمی در تولید ترکیبی دارد که به خنک کردن آب و هوای زمین کمک می‌کند. این کشف می‌تواند درک ما از نحوه تأثیر این موجودات ریز دریایی بر سیاره‌مان را تغییر دهد.
محققان دانشگاه آنگلیای شرقی (UEA) و دانشگاه اقیانوس چین (OUC) شناسایی کرده‌اند که جلبک‌های شکوفه‌زا از نوع پلاجوفیسه، تولیدکنندگان عمده دی‌متیل‌سولفونی‌پروپیونات (DMSP) هستند.
پروفسور جاناتان تاد از دانشکده علوم زیستی دانشگاه UEA گفت: «پلاجوفیسه‌ها از جمله فراوان‌ترین جلبک‌های زمین هستند، اما قبلاً به عنوان تولیدکنندگان مهم DMSP شناخته نشده بودند. این کشف هیجان‌انگیز است زیرا DMSP ترکیبی ضد استرس فراوان، منبع غذایی برای سایر میکروارگانیسم‌ها و منبع اصلی گازهای خنک‌کننده آب و هوا است.»
نقش DMSP در تنظیم آب و هوا
DMSP به مقدار زیاد توسط میکروارگانیسم‌های دریایی تولید می‌شود. این ترکیب به این موجودات کمک می‌کند تا با استرس‌هایی مانند تغییرات شوری، سرما، فشار بالا و استرس اکسیداتیو مقابله کنند.
مهم‌تر اینکه DMSP منبع اصلی دی‌متیل‌سولفید (DMS) است، گازی فعال در آب و هوا که به خاطر بوی خاص ساحل شناخته می‌شود.
دکتر جینیان وانگ، نویسنده اول مطالعه، توضیح داد: «وقتی DMS به جو آزاد می‌شود، محصولات اکسیداسیون آن به تشکیل ابرهایی که نور خورشید را از زمین دور می‌کنند، کمک می‌کند و عملاً سیاره را خنک می‌کند.»
این فرآیند طبیعی برای تنظیم آب و هوای زمین حیاتی است و نقش کلیدی در چرخه جهانی گوگرد ایفا می‌کند، با بازگرداندن گوگرد از اقیانوس‌ها به خشکی.
آب و هوای زمین: میکروب‌ها و جلبک‌ها
مطالعه نشان می‌دهد که تولید DMSP و در نتیجه انتشار DMS احتمالاً بیشتر از تخمین‌های قبلی است. این موضوع بر نقش حیاتی میکروب‌ها در تنظیم آب و هوای جهانی تأکید می‌کند. DMS همچنین به عنوان یک مولکول سیگنال‌دهنده عمل می‌کند و موجودات دریایی را به سوی غذا هدایت کرده و شکارچیان را دفع می‌کند.
پروفسور شیاو-هوا ژانگ از کالج علوم دریایی OUC به پیامدهای گسترده‌تر این تحقیق اشاره کرد.
پروفسور ژانگ گفت: «با شناسایی آنزیم‌های دخیل در تولید DMSP، دانشمندان می‌توانند رفتار این جلبک‌های ایجادکننده جزر و مد قهوه‌ای که باعث اختلال در اکوسیستم می‌شوند و تأثیر آن‌ها بر تغییرات آب و هوایی جهانی را بهتر درک کنند و پیش‌بینی کنند.»
این مطالعه همچنین سوالاتی درباره آنزیم‌های ناشناس دیگر یا مسیرهای کاملاً متفاوت برای ساخت DMSP که هنوز ناشناخته هستند، مطرح کرده است.
اهمیت تحقیقات زمین‌محور
محققان بر لزوم مطالعه بیشتر جلبک‌های پلاجوفیسه در محیط طبیعی آن‌ها تأکید می‌کنند.
مطالعات دقیق‌تر روی سایر موجودات دریایی – همچنین اندازه‌گیری‌های بهتر از سطوح محیطی DMSP و فراوانی آنزیم‌های دخیل در ساخت DMSP – برای پیشرفت این حوزه حیاتی هستند.
این مطالعه نه تنها درک ما از فرآیندهای تنظیم آب و هوای زمین را افزایش می‌دهد بلکه راه‌های جدیدی برای تحقیق در مورد نقش میکروارگانیسم‌های دریایی در دینامیک آب و هوا باز می‌کند.
بیشتر درباره پلاجوفیسه
پلاجوفیسه یک دسته از جلبک‌هاست که به بخش اوکروفیتا تعلق دارد و بخشی از گروه بزرگ‌تر کرومالولئات‌ها است.
این جلبک‌ها عمدتاً دریایی هستند و در محیط‌های مختلف اقیانوسی یافت می‌شوند. آن‌ها به خاطر اندازه کوچک و طبیعت تک‌سلولی‌شان شناخته شده‌اند و اغلب به صورت سلول‌های شناور آزاد در پلانکتون وجود دارند.
نقش اکولوژیکی
پلاجوفیسه‌ها به عنوان تولیدکنندگان اولیه در اکوسیستم‌های دریایی نقش مهمی ایفا می‌کنند و به عنوان منبع غذایی برای موجودات دریایی مختلف عمل می‌کنند.
آن‌ها کلروفیل‌های a و c و همچنین فوکوزانتین دارند که به آن‌ها رنگ قهوه‌ای طلایی خاصی می‌دهد.
این رنگدانه برای فرآیندهای فتوسنتزی آن‌ها ضروری است و به آن‌ها اجازه می‌دهد انرژی نوری را در شرایط نوری متغیر اقیانوس به طور موثر جذب کنند.
جزر و مدهای قهوه‌ای
یکی از انواع جلبک‌های شناخته شده در پلاجوفیسه، آئورئوکوکوس است که با شکوفه‌های جلبکی مضر معروف به “جزر و مد قهوه‌ای” مرتبط است.
این شکوفه‌ها می‌توانند اثرات زیان‌باری بر حیات دریایی، از جمله ماهی‌ها و صدف‌ها داشته باشند، با کاهش سطح اکسیژن در آب و آزاد کردن سموم.
تحقیقات درباره پلاجوفیسه به منظور درک بهتر تأثیرات بالقوه آن‌ها بر محیط‌های دریایی، به ویژه در زمینه تغییرات آب و هوایی و سلامت اقیانوس‌ها، در حال انجام است.
ارتباط اقیانوس و آب و هوا
رابطه بین اقیانوس و آب و هوا پیچیده و اساسی است و دو سیستم به طور عمیقی به هم مرتبط هستند. اقیانوس به عنوان یک مخزن حرارتی عظیم عمل می‌کند، انرژی خورشیدی را جذب کرده و از طریق جریان‌ها آن را در سراسر جهان توزیع می‌کند. این توزیع حرارتی نقش مهمی در تنظیم الگوهای آب و هوای جهانی ایفا می‌کند.
جریان‌های اقیانوسی
یکی از مکانیزم‌های اصلی که از طریق آن اقیانوس بر آب و هوا تأثیر می‌گذارد، حرکت جریان‌های اقیانوسی است. این جریان‌ها آب گرم را از استوا به سمت قطب‌ها و آب سرد را از قطب‌ها به سمت استوا حمل می‌کنند و تفاوت‌های دمایی در سراسر سیاره را متعادل می‌کنند.
به عنوان مثال، جریان خلیج در اقیانوس اطلس آب گرم را به سمت شمال حمل کرده و به آب و هوای ملایم‌تر در اروپای غربی کمک می‌کند.
الگوهای جوی و آب و هوایی
اقیانوس همچنین با جو تعامل دارد، تبادل گرما، رطوبت و گازها. این تعامل سیستم‌های آب و هوایی را به حرکت در می‌آورد و شرایط آب و هوایی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
به عنوان مثال، پدیده‌های ال‌نینیو و لا‌نینیو که با تغییرات دوره‌ای در دمای سطح دریا در اقیانوس آرام مرکزی و شرقی شناخته می‌شوند، تأثیرات گسترده‌ای بر الگوهای آب و هوایی دارند و باعث تغییرات در بارش و دما در سراسر جهان می‌شوند.
این مطالعه در مجله Nature Microbiology منتشر شده است.
