Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

Les explorateurs du Nouveau Monde Océan Découvrez des microbes au microscope

Published on April 19, 2010 at 5:19 AM

Explorateurs océan, nous laissent perplexes sur la nature objectif qui se cache derrière une étonnante variété de créatures marines minuscules, comme les microbes et les animaux du zooplancton - chacun peut-être un billet de loterie-titulaire dans la vie, attendant des conditions qui lui permettront de prospérer et de dominer.

Recensement des sciences de la vie marine avec le Centre allemand de recherche sur la biodiversité marine à l'Institut de recherche Senckenberg, l'année dernière a décrit cette nouvelle espèce et genre de la fouisseur, loriciferan Culexiregiloricus trichiscalida, trouvée à 4141 mètres (2,6 miles) de profondeur dans le sud de l'Atlantique Guinée bassin de Côte d'Ivoire, en Afrique, sur les 2005 DIVA 2 expédition

L'inventaire et l'étude des plus difficiles à voir l'espèce de la mer - de minuscules microbes, du zooplancton, des larves et fouisseurs dans le lit de la mer, qui, ensemble, soutiennent presque tous la vie d'autres sur Terre - est au centre de quatre des 14 projets de terrain de l' Census of Marine Life.

Identifier au sein de ces espèces difficiles à voir des groupes, où ils sont et dans quelles proportions, et le rôle de l'environnement de chacun, est essentielle pour la compréhension de la taille, la dynamique et la stabilité de la chaîne alimentaire terrestre, cycle du carbone et d'autres fondements planétaire.

A l'autre bout de la dur-à-voir échelle: tapis microbes forment sur le fond marin au large des côtes ouest de l'Amérique du Sud que les explorateurs récemment trouvés. Le tapis de couvrir une surface de taille comparable à la Grèce et parmi les plus grandes masses de la Terre de la vie.

La recherche sera présenté 4 Octobre à des cérémonies à Londres pour conclure le recensement et ses dix historique de l'exploration, la recherche, l'enregistrement et l'exploitation forestière du passé et le présent la vie marine, avec des prédictions de ce qui se vivent dans l'océan dans le futur. Le recensement implique plus de 2000 scientifiques de 80 nations + - un des plus grands mondiaux collaborations scientifiques jamais entrepris.

Microbes au microscope: énorme dans la diversité, l'abondance, l'importance

Les cellules microbiennes en nombre les océans «colonne d'eau d'environ 10 à la 30e (appelé nonillion; exprimé autrement: 1000 x 1 milliard x 1 milliard x 1 milliard) et collectivement pèsent l'équivalent de 240 000 000 000 éléphants d'Afrique. C'est 35 éléphants de microbes marins par personne.

Constituant 50 à 90 pour cent de toute la biomasse des océans, les microbes marins sont les plus petits rouages ​​essentiels au fonctionnement de la planète. Pourtant, jusqu'à merveilles technologiques de ce nouveau millénaire (en particulier de séquençage d'ADN à haut débit) a révélé l'ampleur étonnante de ce monde microscopique, il est resté en grande partie cachée de l'humanité.

«Dans aucun autre domaine de la vie des océans a l'ampleur de la découverte du Recensement été aussi considérable que dans le monde des microbes", explique Mitch Sogin du laboratoire de biologie marine de Woods Hole, Massachusetts, leader du Recensement international des microbes marins (ICoMM) .

«Les scientifiques découvrent et décrivent un monde étonnant de nouvelles de la diversité microbienne marine et de l'abondance, les modèles de distribution et les changements saisonniers."

Après le tirage d'échantillons océan de plus de 1.200 sites dans le monde, les chercheurs ont amassé ICoMM une base de données qui inclut 18 millions de séquences ADN de la vie microbienne couvrant plus de 100 grandes phylums (l'un des plus hauts rangs de la vie dans la taxonomie, les phylums sont des regroupements d'organismes en fonction de de leur plan d'organisation générale).

Révélations sur le monde microbien dans une seule décennie ont conduit les chercheurs à réviser leurs estimations de façon spectaculaire de la diversité - il peut y avoir jusqu'à 100 fois plus de genres microbiens beaucoup comme le pensait auparavant. Genus est la catégorie de la vie classé entre la famille et des espèces.

Lors d'une étude de 11 mois en 2007, scientifiques ont séquencé les gènes de plus de 180 000 spécimens de la Manche occidentale. Bien que ce niveau de prélèvement "loin d'être épuisé la diversité présente au total", écrivent-ils, un dans chaque 25 lectures donné un nouveau genre de bactéries (7.000 genres en tout).

Aussi surprenant les scientifiques - et considéré comme l'une des découvertes avant tout du recensement depuis une décennie mondiale: la "biosphère rare" de microbes.

De nombreuses espèces rares dans un échantillon se font face à une prédominance de quelques espèces. Partout où les chercheurs de recensement regardé ils ont trouvé de nombreuses espèces dans un échantillon représenté par moins d'un sur dix mille de tous les individus, y compris un arrêt des singletons. Evidemment beaucoup de candidats, aujourd'hui rares, sont à l'affût de devenir des espèces dominantes si les changements en leur faveur.

La théorie a récemment gagné grâce à vapeur pour une étude ICoMM de microbes adaptés aux conditions à l'intérieur de cône comme des cheminées de carbonate dans "Le Champ Lost City hydrothermale." Le champ se situe 15 km (9,3 miles) à l'ouest de la dorsale médio-Atlantique près de la latitude de la Floride et le Maroc. Les sources hydrothermales ont été actifs pendant au moins 30.000 ans dans le domaine.

Lorsque des liquides de méthane et riche en hydrogène juste en dessous du point d'ébullition émerger des profondeurs de la Terre et entrent en collision avec l'eau de mer glaciale qu'ils construisent des cheminées. Grâce à la génétique, les scientifiques ont déterminé que les microbes rares dans les cheminées des jeunes "ont été généralement plus abondantes que dans les anciennes cheminées, indiquant que les membres rares peuvent devenir membres dominante lorsque les conditions changent d'environnement."

John Baross de l'Université de Washington, qui préside ICoMM de conseil scientifique, note que les méthodes traditionnelles des experts ont jusqu'ici isolé et caractérisé environ 20.000 microbes marins.

Recensement recherche suggère que, dans un intervalle de taille particulière, plus de 20 millions de types de bactéries vivent dans l'eau de mer. Toutefois, le Dr Baross note: «Le nombre total d'espèces de microbes marins, y compris les bactéries et les archées, basée sur la caractérisation moléculaire, est susceptible près d'un milliard."

"ICoMM a étudié relativement peu d'environnements microbiens des océans. Et il ya des bactéries associées à chacune des centaines de milliers de grands animaux marins, qui ont tous une flore microbienne dans leurs tripes et attachés à leurs surfaces extérieures qui ont vraisemblablement co- évolué avec les animaux. Les animaux marins seuls peuvent rendre compte de centaines de millions d'espèces microbiennes. C'est une immense frontière pour la prochaine décennie. "

Les scientifiques de la diversité approximative par des microbes regroupement en fonction de leur similarité génétique et de les affecter à des "unités taxonomiques opérationnelles."

Une étude des éponges de corail en Australie la Grande Barrière de découvrir celui qui était l'hôte de près de 3.000 unités taxonomiques opérationnelles de bactéries.

«Le suivi et la visualisation de telles populations complexes était impossible il ya 10 ans», explique le Dr Baross. "Le séquençage nous permet de donner l'équivalent d'une URL Internet à des millions de microbes, auxquels on peut attacher toutes sortes d'autres informations, comme leur température préférée et la quantité de sel et la lumière."

Et la variété des virus marins pourrait rivaliser avec celle des microbes. "Le premier recensement des virus marins devrait être un objectif de la prochaine décennie», ajoute-il.

Le système respiratoire terre sensible de puissance de microbes

Responsable de plus de 95 pour cent de la respiration dans les océans, les membres de la famille des microbes de maintenir l'habitabilité de la planète. Leur importance est difficile d'exagérer.

En tournant le dioxyde de carbone atmosphérique absorbé par l'océan en arrière en carbone pour être coulé dans les profondeurs (et faire de même avec l'azote, le soufre, le fer, le manganèse et plus), les microbes marins réglementer la composition de l'atmosphère terrestre, le climat influence, recyclent les nutriments, et décomposer les polluants.

Les scientifiques testent la sensibilité des microbes marins aux changements tels que l'acidification des mers rampante par la hausse des concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone, et dont les microbes se développent dans des environnements différents.

En ce qui concerne l'abondance, des scientifiques dans les années 1950 a estimé à environ 100 000 cellules microbiennes habitent 1 litre d'eau de mer. C'était hors de plusieurs ordres de grandeur. Des estimations plus probable sont maintenant plus de 1 milliard microorganismes dans un litre d'eau de mer ou un gramme de boue du fond marin.

L'immensité des océans, qui couvrent 70 pour cent de la surface terrestre à une profondeur moyenne de 3.800 mètres (2,4 mi), les défis de la science. C'est aussi le cas des contrastes entre les populations à la fois de surface et du niveau des mers profondes, et entre les températures, de la glace polaire à l'eau autour de l'orifice sous-marin qui ferait fondre le plomb.

Dit ICoMM programme gestionnaire de Linda Amaral Zettler: "Il ya une diversité énorme sur le plancher océanique, nous avons à peine commencé à découvrir - plus la profondeur, moins nous savons."

L'année dernière, Casey Hubert de l'Institut allemand Max Planck de microbiologie marine et ses collègues ont constaté que les spores de bactéries dans l'eau chaude typiquement de 50 ° C (120 ° F) sont également abondants dans les sédiments sous l'océan Arctique. Et ils sont remplis chaque année, conduisant les scientifiques à spéculer que la chaleur qui aiment "thermophiles" bactéries originaires de croûtes chaude sous-marine randonnée courants marins profonds de l'Arctique.

Explorateurs marins n'ont pas encore trouvé aucun endroit sur Terre refroidisseur de 150 ° C (300 ° F) sans vie. Même au plus profond de boue jamais récupéré - au large des côtes de Terre-Neuve 1626 mètres (environ un mile) au-dessous du plancher océanique (et 4560 mètres, près de 3 miles en dessous du niveau de la mer) - regorge de microbes. Et des taches plus chaude que 200 ° C (400 ° F) à l'intérieur des évents ont été trouvés à avoir au moins biofilms gluante - un film de microorganismes coller les uns aux autres.

Questions potentielles à venir pour les chercheurs dans la distribution des microbes marins:

  • Sont les espèces les plus rares du plus récent des espèces?
  • Sont toutes des espèces partout dans les océans, bien souvent en nombre très faible?
  • Avez-une espèce rare qu'on trouve dans un endroit proviennent d'une population plus large où il est originaire?

"L'extrême diversité et la distribution curieux de microbes en haute mer sont parmi les grands mystères de la nature, et supplie questions sur l'évolution de la vie sur Terre», explique le Dr Sogin.

Les tapis microbiens: Parmi les structures Terres plus vivant; reconnu que récemment

Dirigée par Victor Gallardo, vice-président du Comité de coordination scientifique de recensement, les chercheurs basés au Chili ont découvert un énorme mer, écosystème microbien diversifiée en plein essor principalement sur le sulfure d'hydrogène. Il ressemble à un écosystème de la période protérozoïque 2500 à 650 million d'années.

A la mi-profondeurs de l'océan sont des couches de minimum d'oxygène (ou OML) - où peu d'oxygène se mélange à la surface ou contre le froid, l'eau oxygénée qui coule au niveau des pôles et suinte comme de la crème versé sur le fond marin au monde, d'autres les régions.

Au bas de l'OML: hypoxie extrême et même une anoxie (absence totale d'oxygène). Le sulfure d'hydrogène, l'un des substances primordiales, règne.

Avec si peu d'oxygène, plus la vie ne peut pas survivre. Mais certains microbes peuvent, et où l'OML rencontre sur le plateau continental, ils ont formé des tapis de filaments multicellulaires - Goliaths dominant par rapport aux normes microbiennes à 2 cm (la largeur du visage d'un penny) jusqu'à 7 cm (2,75 pouces - la longueur d'un côté d'un craqueur salés). Les filaments sont plus près de la moitié de la largeur d'un cheveu humain, visible à l'œil nu.

Les filaments forment des tapis microbiens couvrant un territoire sous-marine de la taille de la Grèce. Les explorateurs les trouve hors du centre et le nord du Chili et le Pérou. Les bactéries géantes ont été détectées dans du sulfure s'infiltre dans l'archipel des Galápagos, en Équateur et au large des côtes du Pacifique du Panama et du Costa Rica.

Les enquêteurs pensent que ces tapis microbiens dans la faible teneur en oxygène des couches peut fonctionner à partir du sud du Chili à la Colombie et peuvent être présents dans toutes les couches de la planète de minimum d'oxygène.

"Certaines choses sont inconnues parce qu'ils sont trop petits pour voir, et certaines choses ne sont pas connus parce qu'ils sont trop gros pour voir», observe le Dr Gallardo.

Les activités humaines peuvent favoriser le tapis aussi: tapis similaires ont été trouvés dans des zones marines mortes où les déchets s'accumulent, comme sous les systèmes d'aquaculture non réglementée.

Recensement des populations de la diversité, le monde spectaculaire des bogues de mer appelés zooplancton

Dirigée par Ann Bucklin, chef de l'Université du Connecticut Sciences Département de la Marine, le Recensement de zooplancton marin (CMarZ) a uni les spécialistes du monde de dresser un portrait global sans précédent de l'abondance, la diversité et la distribution de minuscules, souvent transparentes de la mer "bugs" qui forment un lien vital dans la chaîne alimentaire et de cycle du carbone terrestre.

Comme les microbes, les espèces de plancton sont habituellement trouvés en abondance très faible dans un lieu donné, mais il ya des exceptions. Recensement des scientifiques d'échantillonnage de la mer Noire, par exemple, a trouvé de minuscules fleurs gelées peigne (cténophores) aspirateur jusqu'à toute nourriture disponible, tandis que les copépodes minute (crustacés) ont dominé les parties de l'Atlantique Nord.

Lorsque CMarZ a commencé en 2004, les scientifiques ont décrit environ 7000 espèces marines qui restent planctoniques pendant toute leur vie (appelé holozooplankton, un autre 26 000 espèces connues sont classées comme plancton dans leur stade larvaire, mais de style de vie changent à mesure qu'ils grossissent).

Dans les décennies à venir, lorsque tous les échantillons de recensement ont été analysées et décrites, le Dr Bucklin estimations de la recherche aura à peu près doublé à 14.000 le nombre d'espèces connues de la science holozooplankton (de l'estimation de 15.000 à 20.000 pense qu'il existe au total).

«Le recensement a échantillonné plus largement, de manière plus intensive et plus stratégique que tout projet précédent," dit-elle. «Le recensement a créé une opportunité sans précédent pour la communauté internationale fragmentée taxonomique de regarder collectivement pour les tendances mondiales de la diversité. Le financement de ces travaux par des organismes nationaux ou régionaux limite généralement la participation des non-nationaux enquêteurs, qui se divise et partitions de la recherche."

«La chaîne alimentaire est une structure hautement intégrée, nos recherches à ce besoin d'être intégrées aussi Le recensement a permis de développer une vision du monde, et chacun d'entre nous qui travaillent dans le domaine ont précieusement que.."

Dr Bucklin ajoute que la biodiversité fonctionnelle - la compréhension des relations inter-espèces, et l'unique (ou remplacer) le rôle de chaque espèce dans un écosystème - est un champ frontière de l'étude. Il aidera à déterminer la mesure dans laquelle la chaîne alimentaire est stable et résistante que les espèces migrent, si la température des océans du changement et, si les océans s'acidifient, de compromettre la formation de coquilles de carbonate de calcium cultivé par certaines espèces planctoniques.

Comme ceux qui étudient les microbes, les chercheurs du zooplancton utiliser les techniques modernes d'identification génétique (ADN barcoding) pour révéler "cryptique" espèce (qui peuvent être différenciés que par la génétique), et de faire correspondre les larves avec des adultes.

L'année dernière, membre du Groupe de pilotage CMarZ Tracey Sutton, de l'Institut des Sciences Marines de Virginie et ses collègues, dirigé par Johnson de la Smithsonian Institution G. David, a utilisé la génétique afin de corriger une identité de longue date erronée, une erreur dans la taxonomie des poissons.

Auparavant, le Mirapinnidae alien-like (tapetails), Megalomycteridae (poissons bignose) et Cetomimidae (whalefishes) constitué de trois familles différentes dans la taxonomie en fonction de leurs caractéristiques d'aspect, de comportement et d'autres. Le Dr Sutton et ses collègues ont montré qu'ils sont, en fait, les larves, mâles et femelles, respectivement, d'une même famille, Cetomimidae.

Rare vidéo du bébé à tête rouge de l'Cetomimidae la famille, a trouvé le bas 1450 m dans le golfe du Mexique, est disponible en ligne à www.coml.org / embargo / hardtosee (avec de nombreuses autres images et vidéos de dur-à-voir espèces).

En attendant, Colomban de Vargas, un scientifique CMarZ de France, a remis en question les notions précédentes sur les conditions climatiques au cours du dernier âge glaciaire en révélant à travers l'ADN de la diversité cachée de micro-organismes marins unicellulaires appelés foraminifères (foraminifères pour faire court). Les obus ont été associés à un régime de température en particulier.

Pensée à la fois d'être une espèce, les enregistrements fossiles de coquillages FORAM ont été avancées comme preuves du changement climatique âge de glace par le CLIMAP (Climate enquête, cartographie et prédiction) des projets des années 1970 et 1980. Similaires prospectifs coquilles peuvent associée à différents climats.

La nouvelle recherche montre qu'il peut y avoir de 20 à 50 fois plus d'espèces que de nombreux FORAM pensait précédemment, ce qui pourrait saper les conclusions CLIMAP.

"La découverte de cette diversité cachée devrait nous encourager à regarder en arrière et revoir les études précédentes», explique le Dr Vargas.

Burrowers

L'abîme - le domaine marin avec au moins la nourriture - peut sembler sans vie mais elle abrite d'innombrables organismes microscopiques inférieures à 1 mm. Les scientifiques avec le Recensement de projet CeDAMar utilisation téléopéré véhicules sous-marins et autres nouvelles technologies pour étudier la vie dans les zones abyssales, beaucoup d'entre eux exploré pour la première fois.

Les scientifiques disent CeDAMar le plus abondant des organismes multicellulaires sont des vers ronds (nématodes), qui dominent les dures conditions abyssales dans les nombres, la biomasse et la diversité. Dans certains endroits, plus de 500.000 d'entre eux résident dans un seul mètre carré (1,2 mètres carrés) de l'argile molle sur le fond marin profond.

Un petit pourcentage de toutes les espèces ascaris sont maintenant décrites et, avec les techniques actuelles, la véritable étendue de leur diversité ne peut jamais être connu, disent les experts.

Un autre type de seaworms (polychètes) peuvent être tout aussi riches en espèces. Quelque 16.000 espèces sont aujourd'hui connues, avec le plus grand nombre encore pensé à être en attente de découverte.

Questions au sujet de leur rôle dans la chaîne alimentaire, l'importance de leur grande diversité d'espèces (peut-être liés à la vie sur la matière organique diverses) et les mystères entourant leur reproduction ainsi que la distribution restent non résolus.

Loriciferans (affectueusement surnommé «porteurs de ceinture" en raison de caractéristiques coquilles arrière ressemblant à un corset) sont parmi les plus petits animaux marins connus multicellulaires, l'adulte moyen de 0,25 millimètres (1/100ème de pouce) de long.

Ils ont une anatomie complexe, en dépit de leur taille minuscule, avec des dents stiletto et une tête recouverte de feuilles délicates ou épines des appendices.

Peu de temps après leur première découverte en 1983 dans les eaux côtières, une autre espèce a été trouvée à loriciferan 8260 mètres (plus de 5 miles) de profondeur. Dans les années 1990, les espèces encore plus ont été trouvés sur les monts marins.

Plusieurs centaines d'autres espèces loriciferans trouvés lors du recensement attendons maintenant la description formelle. Mais la vraie surprise a été la complexité stupéfiante du développement de l'animal, avec neuf étapes distingue, plus que toute autre créature semblable dans la mer profonde.

De minuscules crustacés copépodes forment un autre groupe d'habitants en eau profonde à la fois important en raison de leur richesse et l'abondance pure.

D'échantillonnage CeDAMar récentes étonné les spécialistes. Sur seulement deux arrêts dans le bassin du sud-est de l'Atlantique en Angola, ils ont trouvé près de 700 différentes espèces de copépodes (99 pour cent d'entre eux connaissent pas) en seulement 5,4 mètres carrés (6,5 mètres carrés), soit près du double du nombre d'espèces décrites à ce jour dans tout l'hémisphère Sud .

"Ces résultats nous font regarder la mer profonde d'une nouvelle perspective», explique CeDAMar chef de Pedro Martinez Arbizu. «Loin d'être un désert sans vie, les rivaux en haute mer tels écosystèmes très variés que les forêts tropicales et les récifs coralliens. Comme fouisseurs minuscules ramper ils aident les sédiments oxygéner et interagir avec les microbes pour le cycle des nutriments et du carbone sur le plancher océanique. Une fois encore, le minuscules jouent un rôle puissant. "

«L'inventaire de la vie dans la mer profonde ne fait que commencer et il reste beaucoup à faire», ajoute-il. "Sédiments de fonds marins couvrent plus de 60 pour cent de la surface terrestre. Et, compte tenu de ces nouvelles connaissances, nous ne pouvons pas l'utilisation du fond de la mer profonde comme un dépotoir de déchets ou de le soumettre à l'extraction des ressources illimitées sans massivement impact des communautés marines qui y vivent. "

Le président scientifique du recensement de l'ensemble, Ian Poiner, a conclu: «Le Census of Marine Life prend une immense fierté à reconnaître la majorité cachée».

Source: http://www.coml.org/

Last Update: 6. October 2011 06:51

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit