Como você encontrar o seu alimento? A maioria das espécies animais, sejam eles vasculhar uma geladeira ou perseguir presas na natureza, obter os nutrientes através do consumo de organismos vivos. Plantas, na sua maior parte, adotar uma alimentação
diferente, ou ", trófica" estratégia, fazendo seu próprio alimento através da fotossíntese. Há, no entanto, algumas espécies de empreendedores que podem fazer as duas coisas: fotossíntese e consomem presas. Estes organismos, encontrados principalmente em certas comunidades oceano plâncton, vive um estilo de vida "mixotrophic" flexível.
Agora, pesquisadores do MIT e da Universidade de Bristol, no Reino Unido descobriram que estes, organismos microscópicos mixotrophic pode ter um grande impacto na cadeia alimentar do oceano e do ciclo global do carbono.
Os cientistas desenvolveram um modelo mixotrophic da web do oceano global de alimentos, na escala de plâncton marinho, em que se deu a cada classe de plâncton a capacidade de ambos fotossíntese e consumir presas. Eles descobriram que, em comparação com os modelos tradicionais que não levam mixotrofismo em conta, o seu modelo produzido maior plâncton, mais pesado ao longo do oceano. Como estes micróbios mais substanciais morrer, os pesquisadores descobriram que aumentar o fluxo de afundar partículas de carbono orgânico por tanto como 35 por cento.
Os resultados, diz Mick segue, professor associado do Departamento de Terra, da Atmosfera e Ciências Planetárias do MIT, sugerem que os organismos mixotrophic pode tornar o mar mais eficiente no armazenamento de carbono, que por sua vez aumenta a eficiência com que os oceanos seqüestrar dióxido de carbono.
"Se [mixotrofismo] não estavam nos oceanos, estamos sugerindo dióxido de carbono atmosférico pode ser maior, porque haveria menos das partículas grandes, ricos em carbono formados que eficientemente transferir carbono para a profundidade," Segue diz. "É uma hipótese, mas tem sido ignorado em modelos de ciclo de carbono até agora, e sugerimos que deve ser representada porque é potencialmente muito importante."
Segue e seu colega Ben Ward, ex-pós-doutorando do MIT agora na Universidade de Bristol, publicaram seus resultados hoje na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências.
Parte da equação
modelos oceânicos de hoje tipicamente ter uma abordagem "ou / ou", agrupando plâncton como quer fotossintetizadoras ou consumidores de rapina. Esta abordagem, Segue diz, simplifica os processos que ocorrem no oceano que pode vir a contribuir para como o carbono se move através dos oceanos e da atmosfera. Ele diz mixotrofismo são muitas vezes esquecidos, porque a nossa experiência terrestre faz parecer raro.
"Para nós na terra, temos a tendência de pensar [mixotrofismo], como Vênus armadilhas da mosca, como exóticos, eles são uma curiosidade para nós," Segue diz. "Nossa perspectiva tradicional é enviesada por terra, onde os organismos se enquadram em uma ou outra categoria, em vez de forma estrita. Mas nos oceanos, mais as pessoas têm olhado para o plâncton, mais mixotrofia parece ser comum."
O problema é que há muito poucos dados para trabalhar em modelos, como é extremamente difícil de observar as estratégias tróficas na escala plâncton microscópico. Portanto, os modelos ignoraram em grande medida mixotrofismo fora da equação e, pelo contrário, parecia a outros processos marinhos para tentar explicar o quanto de carbono é armazenado nos oceanos.
"É como se nós temos um modelo de previsão do tempo que obtém o direito de chuva em Boston hoje, mas pelas razões erradas," Segue diz. "Se nós usá-lo amanhã, não devemos esperar que ele faça um bom trabalho, porque ele foi inventado para hoje. Queremos que o nosso modelo climático para ser representativa dos processos em curso, a fim de ser preditivos de como o armazenamento de carbono responde a mudança global. "
Fazendo uma vida (mixotrophic)
Como primeiro passo, segue e Ward escolheu para simular um mundo virtual em que cada classe de plâncton é potencialmente mixotrophic.
"É um caso muito idealizada, preto-e-branco:? Qual é a mixotrofismo máximo de impacto poderia ter" Segue diz.
Nos oceanos, plâncton podem variar em tamanho de menos de 1 mícron, e cerca de 1 milímetro de diâmetro. modelos típicos oceano que incorporam plâncton muitas vezes agrupá-los em 10 classes de tamanho gerais, cada um dos quais se enquadram em uma estrutura de "dois-aliança", como quer fotossintetizadoras, ou consumidores de rapina.
Em vez disso, segue e Ward fez toda a mixotrophic plâncton. Os organismos no modelo pode fotossíntese, consumindo nutrientes inorgânicos. (Os organismos mais pequenos são os mais eficientes na aquisição desses recursos). Eles também podem comer outra plâncton e são obrigados a consumir presas em classes de tamanho, cerca de dez vezes menor do que eles.
"Depois nós construímos nestes regras para o sistema, se cada classe de tamanho vive em grande parte pela fotossíntese ou em grande parte por predação depende da disponibilidade de cada tipo de recurso e sua capacidade em relação ao colhê-las em cada ambiente," Segue diz.
Depois de executar o modelo para a frente, os pesquisadores compararam os resultados com os de um modelo tradicional, sem mixotrofismo. Eles descobriram ambos os modelos mostraram uma estrutura geral de alimentação em toda a web plâncton alimentos: Os organismos mais pequenos eram muito pequenos para ingerir presa, enquanto a maior plâncton eram concorrentes pobres quando se vive por meio da fotossíntese.
No entanto, onde o modelo tradicional feita uma separação estrita entre os que fotossíntese e aqueles que não o fazem, o modelo mixotrophic turva as linhas, com alguns organismos menores se alimentem de presas e alguns maiores ser capaz de fotossíntese. O resultado foi de que os organismos mixotrophic em cada classe aumentou o tamanho médio desse organismo, criando maiores e mais pesados plâncton ao longo dos oceanos. Estes organismos mais substanciais, em comparação com menor e mais leve plâncton, eram mais capazes de afundar ao fundo do oceano, como detritos contendo carbono.
"Isso significa, essencialmente, que, através de vários meios, em um mundo com mixotrofismo, mais carbono orgânico está afundando no oceano profundo do que em um mundo sem mixotrofismo," Segue diz.
A estimativa da equipe de a quantidade de carbono que afunda contribuído por mixotrofismo parece concordar com as observações recentes de fluxo de carbono por plâncton mixotrophic no Atlântico Norte. Segue diz que, com mais dados sobre estes organismos oportunistas, ele espera melhorar o modelo para refletir com precisão populações mixotrophic e seu efeito sobre o ciclo do carbono do planeta.
"Parte da nossa esperança é que o trabalho é dar algum vento para as velas destes estudos observacionais. Achamos que eles são muito valiosas," Segue diz. "Pode haver uma grande fração de pastagem que está sendo feito por mixotrofismo, por isso é potencialmente muito significativos em termos de fluxo de carbono no oceano e deve ser quantificado."
Dada a sua natureza ubíqua e pequenas dimensões, a ingestão eo impacto de microplásticos sobre a vida marinha são um motivo de preocupação", disse o estudo.
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