Aliansi tersembunyi antara ganggang dan bakteri di ekosistem Sungai Belut, mendukung salmon, dan dapat menginspirasi teknologi bersih di masa depan.
Di California Utara, salmon mewakili jauh lebih dari sekadar sumber makanan. Mereka adalah pusat tradisi etnis, vital untuk pariwisata, dan fungsi sebagai indikator kesehatan sungai. Bekerja di sepanjang Sungai Belut, para peneliti dari NAU dan University of California Berkeley melaporkan penemuan mesin nutrisi mikroskopis yang mendukung kesehatan sungai dan membantu salmon berkembang.
Kertas baru mereka menyala Prosiding Akademi Sains Nasional Jelaskan bagaimana ganggang dan bakteri bekerja bersama untuk menyediakan sumber nitrogen yang bersih. Mitra mengubah nitrogen dari udara menjadi makanan yang menopang ekosistem sungai, menghindari kebutuhan akan pupuk dan polusi yang dapat mereka ciptakan. Sumber nutrisi tersembunyi ini meningkatkan populasi serangga air yang diandalkan pada salmon muda untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup.
Inti dari temuan ini adalah diatom yang disebut epitemia, tanaman air berselingkuh yang dibungkus dengan cangkang seperti gelas. Meskipun lebih kecil dari garam meja dan rambut manusia yang lebar, epitemia memainkan peran utama dalam menjaga sungai tetap produktif.
Setiap diastom mengandung pasangan bakteri yang dikenal sebagai diazoplas, yang merupakan kompartemen pengikat nitrogen kecil yang mengubah nitrogen atmosfer menjadi makanan nabati. Epitemia menangkap sinar matahari untuk membuat gula, dan Diazoplas menggunakan gula untuk memperbaiki nitrogen. Sebagai imbalannya, Diazoplast memasok nitrogen yang memungkinkan diatom untuk melanjutkan fotosintesis.
“Ini adalah versi alam dari pipa nutrisi yang bersih, dari sinar matahari hingga ikan, tanpa limpasan yang menciptakan ganggang mekar yang berbahaya,” kata Jane Marks, profesor biologi di Arizona University di Utara dan penulis utama penelitian ini.
Lonjakan produktivitas musiman
Pada akhir musim panas, kata Marks, serangkaian ganggang hijau Cladophora dibungkus dalam epitemia merah merah di sepanjang Sungai Belut. Pada tahap ini, duo ganggang -Bakteri memasok hingga 90% dari nitrogen baru yang memasuki jaring makanan sungai, memberikan serangga gembala bahan bakar yang mereka butuhkan dan menyalakan salmon dari bawah ke atas.
“Sungai yang sehat tidak terjadi seperti itu dikelola oleh interaksi ekologis, seperti kemitraan ini,” kata Mary Power, kolega dari penulis studi dan direktur fakultas Cadangan Jange Pantai Angelo UC Berkeley, di mana studi lapangan berlangsung. “Saat aslinya jenis Berkembang di jaring makanan sehat, sungai mengantarkan air bersih, satwa liar, dan dukungan penting untuk memancing dan komunitas di luar ruangan. ”
Menggunakan pencitraan yang canggih, tim peneliti menyaksikan mitra memperdagangkan hal -hal penting dalam hidup dalam lingkaran yang sempurna: diatom menggunakan sinar matahari dan karbon dioksida untuk membuat gula dan membagikannya dengan bakteri, yang kemudian menggunakan gula untuk mengubah nitrogen dari udara menjadi makanan nabati. Nitrogen membantu diatom membuat lebih banyak gula, karena fotosintesis enzim utama membutuhkan banyak nitrogen.
“Ini seperti perjanjian jabat tangan: kedua pihak bermanfaat, dan seluruh sungai berkembang,” kata Mike Zampini, seorang peneliti postdoctoral di NAU dan isotop penelitian terkemuka. “Hasilnya adalah energi dan siklus nutrisi yang sangat efisien.”
Fenomena global dengan implikasi luas
Kemitraan ini tidak unik di Sungai Belut. Epitemia dan diatom tim -diazoplast yang mirip dengan sungai, danau dan lautan di seluruh dunia, sering di tempat -tempat di mana nitrogen jarang terjadi. Itu berarti mereka secara diam -diam dapat meningkatkan produktivitas di banyak ekosistem lainnya.
Di luar perannya di alam, pertukaran gizi yang bersih dan efisien ini dapat menginspirasi teknologi baru seperti biofuel yang lebih efisien, pupuk alami yang tidak mencemari atau bahkan tanaman yang dirancang untuk membuat nitrogen mereka sendiri, memotong biaya bagi petani sambil mengurangi dampak lingkungan.
Ketika insinyur alami adalah solusi elegan ini, kata tanda, itu mengingatkan kita apa yang mungkin terjadi ketika orang, tempat, dan penemuan berkumpul.
Referensi: “Konsekuensi Ekosistem dari Proto-Organsele Nitrogen-Fixing” oleh Jane C. Marks, Michael C. Zampini, Raina Fitzpatrick, Saeed H. Kariunga, Augustine Sitati, Ty J. Samo, Peter K. Weber, Steven Thomas, Bruce A. Hongat, Christina, Christina, Christina, Christina, Christina, Christina, Christina, Christina, Christina E. Schat E. Schat E. Schat, Bruce, Bruce E. Hongat, Bruce E. Hongat, Bruce E. Hongat, Bruce E. Hongat E. Hongat. 2025, Prosiding Akademi Sains Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2503108122
Penelitian ini sebagian didanai oleh hibah dari program Life/Microbiome National Science Foundation (#2125088). Penelitian di Lawrence Livermore National Labs dilakukan di bawah Departemen Kontrak Energi US DE-AC52-07NA27344.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
