Trichodesmium: nitaste cianobakterije, ki vežejo dušik v oceanih
Trichodesmium: nitaste cianobakterije, ki v tropskih oceanih vezajo atmosferni dušik v amonij—ključni akter pri produktivnosti morij in globalnem kroženju dušika.
Trichodesmium ali "morska žagovina" je rod nitastih cianobakterij. Najdemo jih v tropskih in subtropskih oceanskih vodah, ki so revne s hranili.
Najpogostejši so v Avstraliji in Rdečem morju, kjer jih je prvi opisal kapitan Cook.
Trichodesmium je diazotrof, to pomeni, da veže atmosferski dušik v amonij, hranilo, ki ga uporabljajo drugi organizmi. Trichodesmium naj bi vezal dušik v takšnem obsegu, da predstavlja skoraj polovico vezave dušika v morskih sistemih na svetu.
Biologija in videz
Trichodesmium so nitaste kolonije sestavljene iz mnogih celic, ki tvorijo daljše trihome. Kolonije se pogosto pojavljajo v dveh tipičnih oblikah: kot čopki (angl. tufts) in kot kepiči (angl. puffs). Videvamo jih lahko kot rjave ali rdečkaste lise na gladini morja ali kot vidne plavajoče kepice v vodnem stolpcu.
Za razliko od nekaterih drugih cianobakterij Trichodesmium ne tvorijo heterocist — specializiranih celic za vezavo dušika — temveč izvajajo vezavo dušika v posebnih celicah ali znotraj določenih delov kolonije (imenovanih diazociti) in s prilagoditvami presnove, ki zmanjšajo učinek kisika na encim nitrogenazo.
Vezava dušika in ekološki pomen
Vezava prostega atmosferskega dušika (N2) omogoča, da Trichodesmium prispeva pomembne količine bioaktivnega dušika v odprtih oceanih, kjer je ta hranilo redko. Amonij, ki nastane pri vezavi, lahko neposredno uporabijo druge alge in bakterije, kar spodbuja primarno produkcijo v teh oligotrofnih območjih.
Ocene deleža, ki ga Trichodesmium prispeva k globalni morski fiksaciji dušika, se razlikujejo; različne študije navajajo, da lahko predstavlja pomemben, včasih celo do skoraj polovice, delež celotne morske vezave dušika, odvisno od regije in meritev.
Okoljski dejavniki, ki vplivajo na rast
- Fosfor in železo: rast in fiksacija dušika sta pogosto omejeni s pomanjkanjem razpoložljivega fosforja ali železa. Vnešek železa z vetrnim prahom (dust deposition) lahko sproži cvetenja.
- Temperatura in svetloba: Trichodesmium uspevajo v toplejših, stabilnih in dobro osvetljenih slojih oceana; zato so pogostejše v tropih in subtropih.
- Mešanje vod in stratifikacija: močna stratifikacija, ki omejuje vertikalno dotok hranil iz globin, lahko ustvari razmere, kjer imajo diazotrofi konkurenčno prednost.
Cvetenja in vplivi na okolje
Občasno Trichodesmium tvori goste cvetove ali "blooms", vidne tudi iz satelita. Takšna cvetenja lahko spremenijo lokalno sestavo planktona, povečajo lokalno primarno produkcijo in vplivajo na kroženje ogljika. V nekaterih primerih so povezana z zmanjšanjem razpoložljivosti kisika v vodah in z nespecifičnimi vplivi na ribištvo in obalne dejavnosti.
Raziskave, spremljanje in pomen za prihodnost
Spremljanje: raziskovalci spremljajo Trichodesmium z-in situ vzorčenjem, mikroskopijo, molekularnimi metodami in s prostorsko opazovanjem iz satelitov, saj večja cvetenja vplivajo na ekosistemske storitve.
Podnebne spremembe: pričakovano segrevanje oceanov, spremembe v vetrovnih vzorcih in spremembe v vnašanju prahu (vir železa) lahko spremenijo razširjenost in pogostost cvetenj. Natančen odziv je odvisen od interakcije več dejavnikov (hranila, svetloba, temperatura), zato so projekcije še negotove.
Pomen za znanost in ribištvo
Trichodesmium so pomemben modelni rod za razumevanje morske vezave dušika in mikrobioloških procesov, ki poganjajo produktivnost v oligotrofnih oceanih. Njihova sposobnost vezave dušika pomeni, da posredno vplivajo na prehranjevalne verige in globalno kroženje hranil ter ogljika.
Ker je vloge Trichodesmium v oceanih veliko in raznolika, ostajajo predmet intenzivnih raziskav — od osnovne biologije in fiziologije do spremljanja vplivov podnebnih sprememb na njihove populacije.
Iskati