Nowe spojrzenie na plankton i biogeochemię oceanu

Konwencjonalne modele przedstawiają plankton morski jako jedną z dwóch grup: niewielkie rośliny określane mianem fitoplanktonu lub zooplankton żywiący się tymi roślinami. Jednak takie podejście zostało zakwestionowane poprzez wykazanie istnienia organizmów miksotroficznych, które potrafią wykorzystywać różne źródła energii i węgla. Na przykład większość fotosyntetyzującego planktonu żywi się również bakteriami.

Projekt o nazwie "Biogeochemical impacts of mixotrophy and ecological stoichiometry" (BIOMES) badał ekologiczne mechanizmy wpływające na miksotrofizm. Do zbadania wpływu interakcji zachodzących między poziomami troficznymi w łańcuchu żywnościowym na ekologię w skali makro oraz przebieg cyklu biogeochemicznego wykorzystano obserwacje i modele sieci żywnościowej. Poziom troficzny organizmu można opisać jako pozycję, jaką zajmuje on w łańcuchu pokarmowym.

W celu przedstawienia precyzyjnego obrazu miksotrofizmu opartego na ciągłym spektrum rozciągającym się od fitoplanktonu po zooplankton wykorzystano stworzony model komputerowy. Został on opracowany z wykorzystaniem jednowymiarowego modelu kolumny wodnej przed rozciągnięciem go do pełnego modelu globalnego oceanu. Model ten pomoże w wyjaśnieniu mechanizmów umożliwiających miksotrofom konkurowanie w różnych środowiskach oraz tego, jak ich sukces wpływa na elementy całego cyklu.

Ponadto zbadano zmiany w podstawowych proporcjach planktonu występujące na dużych obszarach oraz opracowano model, w celu zrozumienia konkurencji między różnymi organizmami wiążącymi azot w morzu a innym fitoplanktonem. To elementarne zróżnicowanie stanowi ważny komponent globalnego cyklu obiegu węgla. Z tego powodu model ten pomoże w wyjaśnieniu powiązań istniejących między fizjologią, ekologią i biogeochemią.

Uzyskane wyniki pokazały, że miksotrofy mogą czerpać korzyści z pul zasobów, które wcześniej uznawano za niedostępne dla fitoplanktonu lub zooplanktonu. Mechanizm ten mógł nieść ze sobą ważne implikacje, ponieważ modelowe wyniki wskazują na to, że miksotrofizm umożliwia znacznie bardziej wydajny transfer biomasy na wyższe poziomy łańcucha pokarmowego.

Prace zrealizowane w ramach projektu BIOMES dostarczyły naukowcom nowych informacji o tym, jak plankton morski wpływa na cykle biogeochemiczne w oceanie. Pomoże to również w poprawie zrozumienia globalnego cyklu obiegu węgla.