สิ่งมีชีวิตออกซิไดซ์ไนไตรท์ที่เป็นสารประกอบไนโตรเจนเพื่อ เว็บสล็อต “แก้ไข” คาร์บอนไดออกไซด์อนินทรีย์ กลุ่มจุลินทรีย์ลึกลับอาจควบคุมชะตากรรมของคาร์บอนในส่วนลึกที่มืดมิดของมหาสมุทรโลก
นักวิจัยรายงานเมื่อเดือนพฤศจิกายนว่าแบคทีเรีย Nitrospinae
ซึ่งใช้ไนไตรต์ที่เป็นสารประกอบไนโตรเจนในการ “ตรึง” คาร์บอนไดออกไซด์อนินทรีย์ให้เป็นน้ำตาลและสารประกอบอื่นๆ สำหรับอาหารและการผสมพันธุ์มีส่วนรับผิดชอบต่อการตรึงคาร์บอน 15 ถึง 45 เปอร์เซ็นต์ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือทางตะวันตก 24 วิทยาศาสตร์ . หากจุลินทรีย์เหล่านี้มีอยู่ในปริมาณที่ใกล้เคียงกันทั่วโลก และข้อมูลบางอย่างบ่งชี้ว่าแบคทีเรียมีอยู่ อัตราเหล่านี้อาจเป็นทั่วโลก ทีมงานกล่าวเสริม
Maria Pachiadaki นักนิเวศวิทยาจุลินทรีย์จาก Bigelow Laboratory for Ocean Sciences ใน East Boothbay รัฐเมนกล่าวว่าปริมาณคาร์บอนทั้งหมดที่ Nitrospinae ตรึงนั้นมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับการตรึงคาร์บอนบนบกโดยสิ่งมีชีวิตเช่นพืชหรือในส่วนที่มีแสงแดดส่องถึง ซึ่งเป็นผู้เขียนนำในการศึกษาใหม่ “แต่ดูเหมือนว่าจะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อผลผลิตและสุขภาพของมหาสมุทรร้อยละ 90 ที่ลึกเกินไปและมืดเกินไปสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง” แบคทีเรียเหล่านี้น่าจะเป็นฐานของใยอาหารในดินแดนลึกลับนี้
มหาสมุทรครอบคลุมพื้นผิวโลกมากกว่าสองในสาม และน้ำส่วนใหญ่เหล่านั้นอยู่ในความมืด ในส่วนที่ตื้นและแสงแดดส่องถึง สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่เรียกว่าแพลงก์ตอนพืชแก้ไขคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่ในมหาสมุทรลึกที่แสงแดดไม่ส่องผ่าน จุลินทรีย์ที่ใช้พลังงานเคมีที่ได้จากสารประกอบ เช่น แอมโมเนียมหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์ คือเครื่องยนต์ของวัฏจักรคาร์บอนส่วนนั้น
ไม่ค่อยมีใครรู้ว่าจุลินทรีย์ชนิดใดมีหน้าที่หลักในการตรึงคาร์บอนในมหาสมุทรมืด ผู้สมัครที่เป็นไปได้มากที่สุดคือกลุ่มของอาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียม (สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่คล้ายกับแบคทีเรีย) ที่รู้จักกันในชื่อ Thaumarchaeota เพราะพวกมันเป็นจุลินทรีย์ที่มีมากที่สุดในมหาสมุทรมืด
แต่ไม่มีข้อพิสูจน์โดยตรงว่าอาร์เคียเหล่านี้เป็นตัวตรึงหลักในน่านน้ำเหล่านั้น Pachiadaki กล่าว อันที่จริงการศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการตรึงคาร์บอนในระดับความลึกเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าแอมโมเนียมออกซิไดเซอร์ไม่สามารถทำงานได้เร็วพอที่จะจับคู่ข้อสังเกตได้ “พลังงานที่ได้รับจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนียมไม่เพียงพอที่จะอธิบายปริมาณคาร์บอนที่ตรึงอยู่ในมหาสมุทรที่มืดมิด”
เธอและเพื่อนร่วมงานสงสัยว่าจุลินทรีย์กลุ่มอื่นอาจต้องแบกรับภาระหนักหนาสาหัสของงานนี้
แบคทีเรีย Nitrospinae ที่ใช้สารประกอบทางเคมีไนไตรต์เป็นที่รู้กันว่ามีอยู่มากมายในบางส่วนของมหาสมุทรมืดเป็นอย่างน้อย แต่จุลินทรีย์ไม่ได้รับการศึกษาอย่างดี ทีมของ Pachiadaki ได้วิเคราะห์จีโนม 3,463 จีโนมหรือพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่พบในตัวอย่างน้ำทะเล 39 ตัวอย่างที่เก็บรวบรวมในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือทางตะวันตกที่ระดับความลึกตั้งแต่บริเวณ “พลบค่ำ” ที่ต่ำกว่า 200 เมตรถึงโซนที่ลึกที่สุดของมหาสมุทรที่ต่ำกว่า 9,000 เมตร ทีมงานระบุว่า Nitrospinae เป็นแบคทีเรียที่มีมากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเขตพลบค่ำ แม้ว่าจะยังมีปริมาณน้อยกว่า Thaumarchaeota ที่ออกซิไดซ์ของแอมโมเนียม แต่ไนไตรท์-ออกซิไดเซอร์ก็มีประสิทธิภาพในการตรึงคาร์บอนมากกว่ามาก โดยต้องการไนไตรต์ที่มีอยู่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น
และถึงแม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะรู้ว่าแบคทีเรียเหล่านี้ใช้ไนไตรท์เพื่อผลิตพลังงาน แต่การศึกษาใหม่พบว่าสารประกอบนี้เป็นแหล่งพลังงานหลักของจุลินทรีย์ นักจุลชีววิทยาทางทะเล Frank Stewart จาก Georgia Tech ในแอตแลนต้ากล่าวว่าการศึกษานี้ “แสดงให้เห็นตัวอย่างว่าความก้าวหน้าในวิธีจีโนมสามารถสร้างสมมติฐานเกี่ยวกับเมแทบอลิซึมและนิเวศวิทยาได้อย่างไร” การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องคิดใหม่ว่าพลังงานและวัสดุหมุนเวียนในมหาสมุทรมืดอย่างไร “ในขณะที่อาณาจักรมหาสมุทรนี้ยังคงถูกสำรวจ แต่การศึกษาเช่นนี้เป็นแบบจำลองสำหรับวิธีปิดช่องว่างความรู้ของเรา”
Rosenfeld ตั้งข้อสังเกตว่าผู้คนมักจะพูดถึงโอกาสที่ยาวนานของเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วที่เกิดขึ้น แต่ด้วยผลการศึกษาที่บอกว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับเหตุการณ์สุดโต่งบางเหตุการณ์ การอภิปรายเกี่ยวกับโอกาสที่ยาวนานจึงไม่มีผลอีกต่อไป เขากล่าว “นี่คือสภาพอากาศสุดขั้วใหม่ที่เกิดขึ้นจากสภาพอากาศใหม่”
พื้นดินเปล่าเป็นรอยแผลเป็นที่มองเห็นได้มากที่สุดจากการบุกรุกของน้ำเค็ม แต่ขอบเขตของความเสียหายน่าจะมากกว่าที่มองเห็นได้ชัดเจน Davis กล่าว พายุที่เกิดจากพายุเฮอริเคนอย่างเช่นพายุ Irma ในปี 2017 ควบคู่ไปกับเหตุการณ์น้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งเป็นกระแสน้ำสูงสุดแห่งปี สามารถผลักน้ำเค็มเข้าสู่แผ่นดินได้หลายกิโลเมตร ด้วยเหตุนี้ หลายบริเวณที่ดวงตาดูปกติไม่เสถียรภายใต้พื้นผิวที่ใกล้จะพังทลาย เขากล่าว
การพังทลายของพีทเป็นวงกว้างอาจสร้างความเสียหายให้กับเอเวอร์เกลดส์ในสองด้าน การรักษาระดับความสูงของดินเป็นแนวกั้นป้องกันการบุกรุกของน้ำทะเล พื้นที่ที่พังทลายกลายเป็นโซนน้ำเปิด และพื้นที่ชุ่มน้ำที่เต็มไปด้วยพรุเป็นตัวแทนของอ่างคาร์บอนขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นบริเวณที่คาร์บอนไดออกไซด์ถูกดูดซับผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงมากกว่าที่ปล่อยออกมาจากการหายใจ การสูญเสียดินจะเปลี่ยนพื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพจากสถานที่เก็บคาร์บอนเป็นที่ที่เพิ่มก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เว็บสล็อต
