Neue Forschungsergebnisse aus dem Massachusetts Institute of Technology zeigt, dass marine Cyanobakterien, deren Körpermasse bildet die Basis des Ozeans Nahrungskette , füttern auch Meeresorganismen in einer anderen Art und Weise - sie " Lebensmittelpakete " mit Kohlenstoff und anderen Nährstoffen zu liefern.
Die Bakterien setzen Lipidvesikel - Kugelsäckchen, die Proteine und genetische Material in Form von DNA - und RNA , die die Forscher vorschlagen, bieten eine Möglichkeit des Gentransfers in bakteriellen Gemeinschaften und könnte auch als Lockvögel auf Viren wirken .
Marine Cyanobakterien sind wie winzige Meerespflanzen, indem sie ihre eigenen kohlenstoffreiche Lebensmittel aus der Photosynthese , die Sonnenlicht und CO verwendet machen 2 . So durch eigene Körpermasse , bieten sie des Ozeans Nahrungskette mit organischen Verbindungen und auch mit Sauerstoff als Nebenprodukt der Photosynthese.
In einer aktuellen Ausgabe von Science , Sallie W. Chisholm, ein Professor in der Massachusetts Institute of ( MIT ) Departement Bau und Umwelt-Engineering Technology , und Kollegen berichten, wie sie entdeckt eine große Zahl von extrazellulären Vesikeln - von je etwa 100 Nanometer über - verbunden zu den zwei am häufigsten vorkommenden Arten von Cyanobakterien, Prochlorococcus und Synechoccocus .
Das Wissen, dass Bakterien setzen extrazellulären Vesikeln gibt es schon seit den 1960er Jahren , aber dies ist das erste Mal, dass in Meeresbakterien beobachtet.
Das Team fand die Vesikel in Kulturen von Cyanobakterien und auch in Proben aus den nährstoffreichen Gewässern rund um die Küste von New England, sowie die nährstoff spärlich Wasser der Sargasso-See genommen , in der Mitte des Nordatlantiks Gyre .
Wenn sie sie im Labor getestet , fanden sie die Vesikel stabil und in der Lage, 2 Wochen oder länger dauern zu sein und bietet genug Kohlenstoff , um das Wachstum von Bakterien , die keine Photosynthese zu erhalten.
Das Auffinden dieser Vesikel so reichlich in den Ozeanen heißt, wir müssen die Art, wie wir über sie und ihre Rolle in des Ozeans Nahrungskreislauf denken ändern - eine wichtige Nachricht aus der Studie .
Wir wissen wenig darüber, wie sie auf die Durchblutung und Versorgung mit gelösten organischen Kohlenstoffs in die marinen Ökosysteme beizutragen. Sie könnten eine wichtige Möglichkeit , die in den See Austausch Genen und anderen wichtigen Materialien , Energie und Information Organismen .
Wenn sie analysiert das genetische Material in den Vesikeln aus dem Meerwasser aufgenommen, fand das Team von DNA aus einer Vielzahl von Bakterien , was viele von ihnen produzieren Bläschen.
Nur globale ProduktionsmengenProchlorococcus ist zu einigen Milliarden Milliarden Milliarden Vesikel pro Tag - einen Beitrag eine erhebliche Menge an kohlenstoffreichen Materials in die spärlich Nährstoff Pool von dem offenen Meer , beachten Sie sie .
Aber warum wird eine Bakterienzelle bereit , um ein Paket ein Sechstel der eigenen Größe zu lösen jeden Tag, vor allem in den nährstoff spärlich Umgebung von dem offenen Meer ? Die Forscher gefragt, warum sie so ein Risiko einzugehen.
Prof. Chisolm sagt :
" Prochlorococcus ist das kleinste Genom , die organischen Kohlenstoff aus Sonnenlicht und Kohlendioxid machen können und es ist die Verpackung dieses Kohlenstoff und Loslassen in das Meerwasser um ihn herum. Es muss ein evolutionärer Vorteil, dies zu tun . Unsere Aufgabe ist es , herauszufinden, was es ist. "
Eine Erklärung könnte in der Tatsache, Prochlorococcus stützt sich auf nicht- photosynthetischen Bakterien , um Chemikalien, die giftig sind es brechen liegen - es hat die Fähigkeit, es für sich selbst zu tun hat .
Also vielleicht , indem sie kleiner Hunger zwischen Pakete an ihre nicht-photo Nachbarn Prochlorococcus hält die Beziehung für beide Seiten vorteil .
Eine weitere Idee, die Forscher vermuten ist, dass die Vesikel fungieren als Köder für Raubtiere . Unter Elektronenmikroskopen könnten sie sehen, wie Phagen - Viren, die Bakterien angreifen - wurde um Vesikel angebracht .
Sobald ein Phagen injiziert seine DNA in einem Vesikel , ist es effektiv entwaffnet und unwirksam gemacht - es kann dann nicht in einer lebenden Zelle vervielfältigen sich. Es ist , als ob die Bakterien setzen die Vesikel in ähnlicher Weise wie Kampfjets , die Spreu loslassen, um Raketenangriffe abzulenken.
Das MIT Energy Initiative , zusammen mit Zuschüssen aus dem Gordon und Betty Moore Foundation und der National Science Foundation Center for Microbial Ozeanographie, half finanzieren die Studie.
Inzwischen haben Wissenschaftler von der Universität Kopenhagen eine Studie, in der sie zeigten , wie berichtet, Meeresbakterien können helfen, schwierige Infektionen Wie solche, die durch Staphylokokken verursacht wird.