Mikroba kecil yang disebut Prochlorococcus, yang pernah dianggap sebagai penyintas iklim, dapat bertarung sebagai lautan yang hangat.
Cyanobacteria ini mendorong 5% dari bumi fotosintesis dan mendukung banyak jaring makanan laut. Satu dekade penelitian menunjukkan bahwa mereka hanya berkembang dalam kisaran suhu yang sempit, dan lautan yang hangat dapat memotong populasi mereka hingga 50% di perairan tropis.
Samudra pembangkit tenaga listrik mikroskopis
Di antara organisme terkecil di laut adalah makhluk mikroskopis, satu -satunya yang dikenal sebagai Prochlorococcus. Mikroba ini termasuk dalam kelompok cyanobacteria, juga disebut ganggang biru-hijau, dan mereka membentuk pasokan dasar makanan untuk hewan di seluruh jaring makanan laut. Saat ini, lebih dari 75% laut permukaan yang diterangi matahari diisi ProchlorococcusTetapi para ilmuwan memperingatkan bahwa air hangat akan segera menjadi terlalu panas untuk mereka lakukan.
Prochlorococcus Pegang judul sebagai organisme fotosintesis terbanyak di laut dan bertanggung jawab atas sekitar 5% dari semua fotosintesis di Bumi. Karena dikembangkan secara alami di perairan tropis, para peneliti telah diasumsikan untuk menangani perubahan iklim dengan mudah. Namun, bukti baru menunjukkan bahwa mikroba tumbuh paling baik pada suhu antara 66 dan 86 derajat dan berjuang untuk bertahan hidup di atas kisaran itu. Proyeksi iklim menunjukkan bahwa dalam 75 tahun ke depan, banyak daerah tropis dan subtropis akan melebihi batas ini.
Berisiko rantai makanan global
“Untuk waktu yang lama, para ilmuwan berpikir Prochlorococcus Ini akan sangat bagus di masa depan, tetapi di daerah terpanas, mereka tidak melakukannya dengan baik, yang berarti bahwa akan ada lebih sedikit karbon – lebih sedikit makanan – untuk semua jaring makanan laut, “kata François Ribalet, a Universitas Washington Riset Associate Professor Oceanography, yang memimpin penelitian ini.
Hasil mereka diterbitkan di Mikrobiologi alami pada 8 September.
Studi Lapangan Besar di Laut
Dalam 10 tahun terakhir, Ribalet dan rekan -rekannya telah memulai hampir 100 kapal pesiar penelitian untuk belajar Prochlorococcus. Timnya telah menganalisis sekitar 800 miliar Prochlorococcus-Sel -ukuran dalam 150.000 mil di seluruh dunia untuk mencari tahu bagaimana mereka dan apakah mereka dapat beradaptasi.
“Saya punya pertanyaan yang sangat mendasar,” kata Ribalet. “Apakah mereka bahagia saat mereka hangat? Atau mereka tidak bahagia saat hangat?” Sebagian besar data berasal dari sel yang ditanam dalam kultur, dalam pengaturan laboratorium, tetapi Ribalet ingin mengamatinya di lingkungan laut alami mereka. Menggunakan cythometer aliran kontinu – disebut laut – mereka menembakkan laser melalui air untuk mengukur jenis dan ukuran sel. Mereka kemudian membangun model statistik untuk memantau pertumbuhan sel secara real time, tanpa mengganggu mikroba.
Suhu: Faktor Penentu
Hasilnya menunjukkan bahwa laju pembelahan sel bervariasi dengan garis lintang, mungkin karena jumlah nutrisi yang tersedia, sinar matahari atau suhu. Para peneliti mengesampingkan tingkat nutrisi dan sinar matahari sebelum fokus pada suhu. Prochlorococcus Koplis yang paling efisien dalam air adalah antara 66 dan 84 derajat, tetapi di atas 86, tingkat pembelahan sel anjlok, jatuh hanya sepertiga dari laju yang diamati pada 66 derajat. Kelimpahan sel mengikuti tren yang sama.
Hidup hampir tidak ada
Di laut, pencampuran mengangkut sebagian besar nutrisi ke permukaan dari dalam. Ini terjadi lebih lambat di air hangat, dan permukaan air di daerah terpanas di laut adalah nutrisi. Cyanobacteria adalah salah satu dari sedikit mikroba yang telah beradaptasi untuk hidup dalam kondisi ini.
“Dayung di daerah tropis, airnya berwarna biru cerah yang cerah karena ada sangat sedikit di dalamnya, selain dari Prochlorococcus“Kata Ribalet. Mikroba dapat bertahan hidup di daerah ini karena mereka membutuhkan sedikit makanan, untuk menjadi sangat kecil. Kegiatan mereka mendukung sebagian besar rantai makanan laut, dari herbivora air kecil hingga paus.
Trade-off evolusioner
Lebih dari juta tahun, Prochlorococcus Telah menyempurnakan kemampuan untuk berbuat lebih banyak dengan lebih sedikit gen, menumpahkannya yang tidak diperlukan dan hanya mempertahankan apa yang penting bagi kehidupan di perairan tropis yang buruk dalam gizi. Strategi ini membayar secara spektakuler, tetapi sekarang, dengan lautan lebih cepat dari sebelumnya, Prochlorococcus dibatasi oleh genom. Tidak dapat mengambil gen respons stres yang telah dibuang sejak lama.
“Suhu kelelahan mereka jauh lebih rendah dari yang kita kira,” kata Ribalet. Model -model sebelumnya mengasumsikan bahwa sel -sel akan terus membelah pada tingkat yang tidak dapat mereka pertahankan karena mereka tidak memiliki mesin seluler untuk mengatasi stres panas.
Kemungkinan Pesaing: Synechococcus
Prochlorococcus adalah salah satu dari dua cyanobacteria yang mendominasi perairan tropis dan subtropis. Lain, SynechococcusLebih besar, dengan genom yang kurang ramping. Para peneliti menemukan itu Synechococcus Dapat mentolerir air yang lebih hangat, membutuhkan lebih banyak nutrisi untuk bertahan hidup. Jika jumlah prochlorococcus menurun, Synechococcus Dapat membantu mengisi celah, tetapi tidak jelas apa dampaknya pada rantai makanan.
“Jika Synechococcus Mengambil alih, tidak diberi bahwa organisme lain akan dapat berinteraksi dengannya dengan cara yang sama seperti mereka berinteraksi Prochlorococcus Selama jutaan tahun, “kata Ribalet.
Model iklim memprediksi penurunan yang tajam
Proyeksi iklim memperkirakan suhu laut berdasarkan tren emisi gas rumah kaca. Dalam penelitian ini, para peneliti menguji caranya Prochlorococcus Mungkin tarif dalam skenario pemanas menengah dan tinggi. Di daerah tropis, pemanasan sederhana dapat dikurangi Prochlorococcus Produktivitas 17%, tetapi pemanasan yang lebih maju akan menghancurkannya sebesar 51%. Secara global, skenario sedang menghasilkan penurunan 10% sementara perkiraan yang lebih hangat berkurang Prochlorococcus sebesar 37%.
“Kisaran geografis mereka akan berkembang ke tiang, utara dan selatan,” kata Ribalet. “Mereka tidak akan menghilang, tetapi habitat mereka akan bergeser.” Pergeseran itu, tambahnya, dapat memiliki implikasi dramatis untuk ekosistem subtropis dan tropis.
Masih ada pertanyaan yang belum dijawab
Namun, para peneliti mengakui keterbatasan studi mereka. Mereka tidak dapat mempelajari setiap sel atau sampel dari setiap badan air. Pengukuran mereka didasarkan pada sampel yang dikumpulkan, yang dapat menutupi adanya strain toleran panas.
“Ini adalah penjelasan paling sederhana untuk data yang kami miliki sekarang,” kata Ribalet. “Jika bukti baru dari tekanan panas yang toleran muncul, kami akan menyambut penemuan itu. Itu akan menawarkan harapan bagi organisme kritis ini.”
Referensi: “Pemanasan lautan di masa depan dapat menyebabkan pengurangan besar Prochlorococcus Biomassa dan Produktivitas “oleh François Ribalet, Stephanie Dutkiewicz, Erwan Monier dan E. Virginia Armbrust, 8 September 2025, Mikrobiologi alami.
Dua: 10.1038/S41564-025-02106-4
Kolega penulis termasuk E. Virginia Armbrust, seorang profesor Oseanografi UW; Stephanie Dutkiewicz, seorang peneliti senior di Pusat Sains dan Strategi untuk Keberlanjutan di DENGAN; dan Erwan Monier, co-direktur Pusat Penelitian Adaptasi Iklim dan Profesor di Departemen Tanah, Sumber Daya Udara dan Air di UC Davis.
Penelitian ini didanai oleh Simons Foundation dan pendanaan pemerintah, yayasan, dan industri lain dari Pusat MIT untuk strategi sains dan keberlanjutan.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
