Quando você menciona ricos ecossistemas que são vitais para a vida na Terra, as pessoas tendem a pensar em florestas tropicais, mas plâncton do oceano são realmente tão crucial. Os seres microscópicos que flutuam sobre a camada superior dos oceanos são globalmente referido como "plâncton"; juntos, eles produzem metade do nosso oxigênio, atuar como sumidouros de carbono, influenciam nosso tempo, e servir como a base da cadeia alimentar do oceano que sustenta os peixes maiores e mamíferos marinhos que dependem ou desenhar delícia de.
"Além da ciência de ponta que foi desenvolvido graças ao nosso trabalho de colaboração com a Fundação Tara Expeditions, esta aventura é também sobre mostrando pessoas de todo o mundo como importante o mar é para o nosso próprio bem-estar", diz Eric Karsenti, diretor Oceans of Tara, do EMBL e CNRS .
Os cientistas capturaram vírus, micróbios e eucariotas microscópicas - organismos com células complexas, a partir de algas unicelulares para larvas de peixe - das principais regiões oceânicas. Eles compilado seu material genético em recursos abrangentes que estão agora disponíveis para a comunidade científica para estudos posteriores.
"Este é o maior esforço de sequenciamento de DNA já fez para a ciência do oceano: As análises revelaram em torno de 40 milhões de genes, a grande maioria das quais são novas para a ciência, sugerindo, assim, para uma biodiversidade muito mais ampla de plâncton do que anteriormente conhecido", explica Patrick Wincker, a partir de Genoscope, CEA.
Computação de alto desempenho do EMBL foi essencial na elaboração deste catálogo abrangente, que é estimado para ser derivada de mais de 35 000 espécies diferentes, cujo conteúdo genômico tinha sido praticamente desconhecido para a humanidade até agora.
"Em termos de eucariotas, nós sequenciado quase um bilhão de códigos de barras genéticos, e descobriu que há uma maior variedade de eucariotas unicelulares em plâncton do que se pensava", diz Colomban de Vargas, a partir CNRS. "Eles parecem ser muito mais diversificada do que as bactérias ou animais, ea maioria pertence a grupos pouco conhecidos."
Graças a novos modelos de computador, os pesquisadores foram capazes de prever como estes diversos organismos planctônicos interagir. As previsões foram confirmadas através de observações de microscopia seletivos.
"Quando mapeamos organismos planctônicos como - a partir de vírus para larvas de pequenos animais - interagem uns com os outros, descobrimos que a maioria dessas interações são parasitas, reciclagem de nutrientes de volta para baixo da cadeia alimentar", diz Jeroen Raes do VIB, KU Leuven , e Vrije Universiteit Brussel . O mapa é um primeiro passo para uma melhor compreensão da dinâmica e estrutura do ecossistema marinho global.
Além de interações bióticas, os cientistas estudaram como os fatores ambientais - tais como temperatura, pH e nutrientes (entre outros) - influenciar os organismos microscópicos que flutuam no oceano.
"Descobrimos que, em profundidades ainda alcançados pela luz solar, a temperatura foi o principal fator que influencia a composição de procariontes (bactérias e archaea) comunidades," diz Peer Bork do EMBL. "Diferentes conjuntos de organismos vêm juntos, dependendo da temperatura da água."
Os cientistas também mostraram que as Agulhas "anéis" - uma barreira natural que traça a linha entre o Oceano Índico e Atlântico Sul - comunidades de plâncton separadas. "É como o plâncton passa por uma lavagem a frio na ponta da África do Sul", diz Daniele Iudicone da Estação Zoológica Anton Dohrn . "As atuais formas enormes redemoinhos que se misturam de forma drástica e resfriar o plâncton montá-lo, limitando assim o número de espécies que conseguem atravessar."
"Além disso, nós agora também ter uma imagem global de comunidades marinhas de vírus, o que nos permite confirmar uma ideia que tinha sido proposta uma década atrás, mas nunca comprovada", explica Matthew Sullivan da Universidade do Arizona. "Os vírus são produzidos em« bancos de sementes "locais e, em seguida, montar as correntes oceânicas, assim você acaba com diferentes cocktails de vírus em lugares diferentes, embora a diversidade global do vírus nos oceanos parece bastante limitado."
Compreender a distribuição e as interações do plâncton através dos oceanos será muito útil para os modelos preditivos necessárias para estudar a mudança climática.
A singularidade de 'eco-sistemas biologia "abordagem do Tara Oceans é ter amostrado oceanos do mundo sistematicamente em todos os domínios da vida, do vírus a animais, e inclusive uma rica variedade de dados ambientais. Os dados gerados conjuntos de uma linha de base, em uma escala global, para avaliar o impacto das mudanças climáticas sobre os ecossistemas oceânicos no futuro.
"A constatação de que formas de temperatura que espécies estão presentes, por exemplo, é especialmente relevante no contexto das alterações climáticas, mas em certa medida este é apenas o começo", diz Chris Bowler, de CNRS. "Os recursos que temos gerados permitirá que nós e os outros a mergulhar ainda mais fundo, e, finalmente, começar a realmente entender o funcionamento desse mundo invisível."
O Galaxy diário via European Molecular Biology labratory
Crédito da imagem: lbl.gov
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