A realistic, high-definition representation of the Prochlorococcus bacterium. New research illustrates the evolutionary significance of this bacterium.

Santrauka: Nauji moksliniai darbai rodo, kad bakterija Prochlorococcus yra viena svarbiausių gyvų organizmų, prisidedančių prie anglies ciklo reguliavimo okeane, o šios fotosintezės bakterijos atsiradimas žymi svarbų įvykį Žemės istorijoje, susijusį su deguonies koncentracijos padidėjimu.

Mažiausios ir gausiausios fotosintetizuojančios organizmai Žemėje – Prochlorococcus – atlieka lemiamą vaidmenį palaikant anglies ciklą vandenyno ekosistemoje. Šie mikroorganizmai gali sudaryti iki pusės oligotrofinio (maistinių medžiagų varginamų) vandenyno chlorofilo, tačiau iki šiol mokslininkams trūko informacijos apie jų ekologinę reikšmę praeityje.

Naujausi tyrinėjimai parodė, kad Prochlorococcus atsirado Tonų jūros giliuose fotosintetinėse zonose. Pasikeitęs fotosintezės metodo mechanizmas įgalino šias bakterijas efektyviau sugauti mėlynąją šviesą, skvarbiantį į gilesnius vandenyno sluoksnius – vietoje klasikinio fikobilisomo komplekso, Prochlorococcus pasitelkė chlorofilo pagrindu veikiančią šviesą kaupiančią sistemą.

Prochlorococcus plitimas į gilesnius vandenis padėjo joms lengviau pasiekti fosfatus, kurie buvo gausūs pakilusiose jūros vandenyse, ir taip skatino šių organizmų plėtrą, pakeičiant kitą mažiau prisitaikiusią prie mažos šviesos anaerobinę fotoferotrofų grupę. Tai prisidėjo prie fotosintezinio deguonies gamybos augimo. Be to, Prochlorococcus galėjo geriau pasiekti amonio, dėl ko joms natūraliai nebereikėjo nitratų utilizavimo genų.

Šis tyrimas atskleidžia svarbų naujų fotosintetizuojančių bakterijų atsiradimą būtent prieš neoproterozoinio deguonies įvykį, rodydamas dar vieną ekoevoliucinės sudėtingumo sluoksnį per šį lemtingą Žemės istorijos laikotarpį.

Kas yra Prochlorococcus bakterija ir koks jos vaidmuo anglies cikle?
Prochlorococcus yra mažiausios ir gausiausios fotosintetizuojančios organizmai Žemėje, kurie atlieka lemiamą vaidmenį palaikant anglies ciklą vandenyno ekosistemoje.

Kokia yra Prochlorococcus ekologinė reikšmė praeityje?
Iki šiol mokslininkams trūko informacijos apie Prochlorococcus ekologinę reikšmę praeityje, bet naujausi tyrimai parodė, kad Prochlorococcus yra svarbūs anglies ciklo reguliavimo ir deguonies koncentracijos padidėjimo procesuose.

Kaip Prochlorococcus prisitaikė prie gyvenimo gilesniame vandenyje?
Prochlorococcus prisitaikė efektyviau sugauti mėlynąją šviesą, kuri skvarbia į gilesnius vandenyno sluoksnius, pasitelkdamos chlorofilo pagrindu veikiančią šviesą kaupiančią sistemą.

Kaip Prochlorococcus plitimas į gilesnius vandenis įtakojo kitų organizmų populiacijas?
Prochlorococcus plitimas į gilesnius vandenis leido joms pasiekti fosfatus, o tai padėjo skatinti šių organizmų plėtrą ir pakeisti mažiau prisitaikiusią prie mažos šviesos anaerobinę fotoferotrofų grupę.

Kaip Prochlorococcus prisidėjo prie fotosintezinio deguonies gamybos augimo?
Pasikeitęs fotosintezės metodo mechanizmas ir plitimas į gilesnius vandenyno sluoksnius Prochlorococcus prisidėjo prie fotosintezinio deguonies gamybos augimo.

Ką reiškia neoproterozoinio deguonies įvykis?
Neoproterozoinio deguonies įvykis yra svarbus Žemės istorijos laikotarpis, per kurį įvyko reikšmingas deguonies koncentracijos padidėjimas atmosferoje.

Daugiau informacijos apie deguonies ciklą ir fotosintezę:
Wikipedia
Nature
Science