Les Explorateurs d'Océan Découvrent le Monde Neuf des Microbes Microscopiques

Published on April 19, 2010 at 5:19 AM

Les explorateurs d'Océan déconcertent à l'extérieur le but de la Nature derrière une variété étonnante de créatures minuscules d'océan comme des microbes et des animaux de zooplancton - chacun peut-être un billet-support dans la loterie de la durée de vie, attendant les conditions qui lui permettront de prospérer et dominer.

Le Dénombrement des scientifiques d'Espèce Marine avec le Centre Allemand pour la Recherche Marine de Biodiversité à l'Institut de Recherches de Senckenberg, l'année dernière décrit ces substance et genre neufs du loriciferan de burrower, trichiscalida de Culexiregiloricus, a trouvé à 4.141 mètres (2,6 milles) de profondeur dans le Bassin de la Guinée de l'Océan Atlantique au sud du d'Ivoire de Côte, Afrique, sur l'expédition 2005 de la DIVA 2

Les stocks et l'étude de la substance de mer de dur-à-voir -- microbes minuscules, zooplancton, larves et burrowers dans le fond marin, qui soutiennent ensemble presque toute autre durée de vie sur Terre -- est le centre de quatre de 14 projets d'utilisation du Dénombrement de l'Espèce Marine.

En Recensant la substance dans ces derniers dur-à-voyez les groupes, où ils sont et dans quels numéros, et le rôle environnemental de chacun, est critique pour comprendre la taille, dynamique et stabilité de la chaîne alimentaire de la Terre, cycle de carbone et d'autres principes planétaires.

À l'autre bout de l'échelle de dur-à-voir : les microbes forment des couvre-tapis sur le fond sous-marin hors de la côte ouest de l'Amérique du Sud que les explorateurs ont récent trouvée. Les couvre-tapis couvrent un comparable extérieur dans la taille en Grèce et classent parmi les plus grandes masses de la Terre de la durée de vie.

La recherche sera présentée le 4 octobre aux cérémonies à Londres pour conclure le Dénombrement et sa décennie historique d'exploration, de recherche, d'enregistrement et de l'enregistrement du passé et présent d'espèce marine, avec des prévisions de ce qui vivra dans l'océan à l'avenir. Le Dénombrement fait participer plus de 2.000 scientifiques des pays 80+ -- une des plus grandes collaborations scientifiques globales jamais entreprises.

Microbes Microscopiques : énorme dans la diversité, abondance, importance

Cellules Microbiennes dans le fléau numéro approximativement 10 de l'eau des océans au 30ème (appelé un nonillion ; a exprimé une autre voie : 1.000 x 1 milliard x 1 milliard x 1 milliard) et pesez collectivement l'équivalent de 240 milliards d'éléphants Africains. C'est 35 éléphants des microbes marins par personne.

Constituant 50 à 90 pour cent de toute la biomasse d'océan, les microbes marins sont les dents les plus minuscules essentielles au fonctionnement planétaire. Pourtant jusqu'à ce que les merveilles technologiques de ce millénaire (particulièrement haut-débit ADN ordonnançant) aient indiqué l'ampleur renversante de ce monde microscopique, elle est restée en grande partie cachée de l'humanité.

« Dans aucun autre royaume de durée de vie d'océan a l'importance de la découverte de Dénombrement étée aussi vaste que dans le monde des microbes, » dit Mitch Sogin du Laboratoire Biologique Marin en Trou En Bois, le Massachusetts, amorce du Dénombrement International des Microbes Marins (ICoMM).

Les « Scientifiques sont découvrants et décrivants un monde neuf étonnant de diversité et abondance microbienne marine, configurations de distribution et modifications saisonnières. »

Après avoir tiré des échantillons d'océan de plus de 1.200 sites mondiaux, les chercheurs d'ICoMM ont amassé une base de données qui comprend 18 millions de Séquences d'ADN de durée de vie microbienne enjambant plus de 100 phylums importants (un des grades les plus élevés de la durée de vie en taxonomie, phylums sont des groupements des organismes basés sur leur régime général de fuselage).

Les Révélations au sujet du monde microbien dans une seule décennie ont abouti des chercheurs à réviser excessivement leurs estimations de diversité -- il peut y avoir jusqu'à 100 fois autant de genres microbiens comme a précédemment pensé. Le Genre est la catégorie de la durée de vie classée entre la famille et la substance.

Pendant une étude de 11 mois en 2007, les scientifiques ont ordonnancé les gènes de plus de 180.000 spécimens de la Manche Occidentale. Bien Que ce niveau de l'échantillonnage « loin de ait épuisé tout le présent de diversité, » ils ont écrit, un dans chaque 25 relevés ont fourni un genre neuf des bactéries (7.000 genres en tout).

Scientifiques En Outre étonnants -- et considéré des premières découvertes du Dénombrement global de dix ans : « la biosphère rare » des microbes.

Beaucoup d'espèces rares dans un gabarit témoin vis-à-vis quelques substances prédominant. Partout Où les chercheurs de Dénombrement ont examiné ils ont trouvé beaucoup d'espèces dans un échantillon représenté par moins d'un dans 10.000 de toutes les personnes, y compris des singletons uniques. Évidemment beaucoup de candidats, maintenant rares, mensonge dans l'attente à devenir substance dominante si les modifications les favorisent.

La théorie a récent gagné grâce de vapeur à une étude d'ICoMM des microbes adaptés aux conditions à l'intérieur des cheminées comme un cône de carbonate dans « Le Domaine Hydrothermique de Ville Perdue. » La zone se trouve 15 kilomètres (9,3 milles) à l'ouest du Ridge Mi-Atlantique près de la latitude de la Floride et du Maroc. Les évents Hydrothermiques ont été en activité pendant au moins 30.000 années dans le domaine.

Quand le méthane et les liquide hydrogène hydrogène juste ci-dessous la remarque bouillante apparaissent profondément en dedans de la Terre et se heurtent l'eau de mer frigide ils établissent les cheminées. Par la génétique, les scientifiques ont déterminé que les microbes rares dans de jeunes cheminées « étaient généralement plus abondants que dans des cheminées plus anciennes, indiquant que les membres rares peuvent devenir les membres dominants quand les conditions environnementales changent. »

John Baross de l'Université de Washington, qui préside le comité consultatif scientifique d'ICoMM, note qu'avec des méthodes traditionnelles jusqu'ici les experts ont isolé et ont caractérisé environ 20.000 microbes marins.

La recherche de Dénombrement suggère que, dans un intervalle particulier de taille, plus de 20 millions de types de bactéries vivent en eau de mer. Cependant, notes de M. Baross : « Tout le nombre de substance des microbes marins, y compris des bactéries et des archéobactéries, basées sur la caractérisation moléculaire, est susceptible plus près de milliard. »

« ICoMM a étudié relativement peu des environnements microbiens des océans. Et il y a des bactéries associées avec chacune de centaines de milliers de plus grands animaux marins, qui ont une flore microbienne dans leurs intestins et fixée sur leurs surfaces externes qui Co-ont vraisemblablement évolué avec les animaux. Seuls les animaux Marins peuvent représenter des centaines de millions de substances microbiennes. C'est une frontière énorme pour la décennie suivante. »

Les Scientifiques rapprochent la diversité en groupant des microbes selon leur similitude génétique et les attribuent « aux ensembles taxonomiques de fonctionnement. »

Une étude des éponges de la Grande barrière de corail de l'Australie a découvert un qui était hôte à presque 3.000 ensembles taxonomiques de fonctionnement des bactéries.

Le « Cheminement et la visualisation de telles populations complexes étaient il y a des 10 ans impossibles, » dit M. Baross. Le « Ordonnancement nous permet de donner l'équivalent d'un URL d'Internet aux millions de microbes, auxquels nous pouvons fixer toutes sortes de l'autre information, comme la leur température et quantité préférées de sel et de la lumière. »

Et la variété de virus marins peut rivaliser cela des microbes. « Le premier dénombrement des virus marins devrait être un objectif de la décennie suivante, » il ajoute.

Les microbes Sensibles actionnent l'appareil respiratoire de la Terre

Responsable de plus de 95 pour cent de respiration dans les océans, membres de la famille de microbe mettez à jour le habitability de la planète. Il est difficile d'exagérer Leur importance.

En tournant le dioxyde de carbone atmosphérique absorbé par l'océan de nouveau dans le carbone à couler aux profondeurs (et en faisant de même avec de l'azote, le soufre, le fer, le manganèse et plus), les microbes marins règlent la composition de l'atmosphère terrestre, Influencent le climat, réutilisent des éléments nutritifs, et décomposent des polluants.

Les Scientifiques testent la sensibilité des microbes marins à des modifications telles que l'acidification de fluage des mers par les niveaux atmosphériques en hausse de dioxyde de carbone, et que les microbes prospèrent dans différents environnements.

En ce qui concerne l'abondance, les scientifiques pendant les années 1950 prévues environ 100.000 cellules microbiennes habitent 1 litre d'eau de mer. C'était éteint par des ordres de grandeur. Des estimations Plus susceptibles sont maintenant plus de 1 milliard de micros-organismes dans un litre d'eau de mer ou un gramme de boue de fond de la mer.

L'immensité des océans, couvrant 70 pour cent de la surface terrestre À une profondeur moyenne de 3.800 mètres (2,4 MI), conteste la science. Faites Tellement aussi les contrastes entre les populations sur la surface et les niveaux de mer profonde et entre les températures, de la glace polaire pour arroser autour de l'évent sous-marin qui fondrait le plomb.

Dit le gestionnaire de programme Linda Amaral Zettler d'ICoMM : « Il y a énorme diversité sur le fond sous-marin que nous seulement avons juste commencé à découvrir -- plus la profondeur est profonde, moins que nous connaissons. »

l'année dernière, Casey Hubert du Max Planck Institute de l'Allemagne pour la Microbiologie Marine et collègues a constaté que des spores des bactéries particulières dans le réchauffeur de l'eau que 50°C (environ 120°F) soyez également abondant en sédiment sous l'Océan Arctique. Et elles sont complétées le niveau chaque année, principaux scientifiques pour spéculer que les bactéries « thermophile » qui aime la chaleur provenant des croûtes sous-marines chaudes conduisent des courants de mer profonde à l'Arctique.

Les explorateurs Marins ont trouver encore n'importe quelle place sur le refroidisseur de la Terre que 150°C (environ 300°F) sans durée de vie. Même la boue la plus profonde jamais récupérée -- hors de la côte de Terre-Neuve 1.626 mètres (au sujet d'un mille) ci-dessous le fond sous-marin (et 4.560 mètres, presque 3 milles ci-dessous le niveau de la mer) -- abonde en microbes. Et endroits plus chauds que 200°C (environ 400°F) les évents intérieurs se sont avérés avoir au moins des films biologiques gluants -- un film des micros-organismes collant entre eux.

Questions Potentielles en avant pour des chercheurs dans la distribution des microbes marins :

  • Les substances les plus rares Sont-elles les substances les plus neuves ?
  • Toutes les substances partout dans les océans, quoique souvent dans Sont-elles des nombres très peu élevés ?
  • Est-ce qu'substance rare a trouvé dans une place vient d'une plus grande population où elle est indigène ?

« La diversité extrême et la distribution curieuse des microbes de mer profonde sont parmi les mystères grands de la nature, et prient des questions au sujet de l'évolution de la durée de vie sur Terre, » dit M. Sogin.

Couvre-tapis Microbiens : Parmi les plus grandes structures vivantes des Terres ; décelé tout récemment

Abouti par Victor Gallardo, le Vice-président du Comité Directeur Scientifique de Dénombrement, chercheurs basés au Chili ont découvert en mer un écosystème microbien massif et divers prospérant en grande partie du sulfure d'hydrogène. Il ressemble à un écosystème de la période Protérozoïque il y a 2,5 milliard à 650 millions d'ans.

Aux mi-profondeurs de l'océan sont les couches minimum de l'oxygène (ou les OML) -- là où peu d'oxygène se mélange vers le bas de la surface ou se lève du rhume, l'eau oxygénée qui des bassins aux perches et suinte comme la crème plue à torrents le long du fond sous-marin à d'autres régions du monde.

Au bas de l'OML : hypoxie et même anoxie extrêmes (absence totale de l'oxygène). Sulfure d'Hydrogène, une des substances primordiales, règnes.

Avec tellement peu d'oxygène, la plupart de durée de vie ne peut pas survivre. Mais certaine boîte de microbes, et où l'OML contacte le plateau continental ils ont formé des couvre-tapis des filaments multicellulaires -- Goliaths de domination par des normes microbiennes 2 au cm du cm (la largeur de la face d'un penny) jusqu'à 7 (2,75 pouces - la longueur d'un côté d'un casseur de saltine). Les plus grands filaments sont environ la moitié de la largeur des cheveux, visible à l'oeil nu.

Les filaments microbiens forment des couvre-tapis couvrant un territoire sous-marin la taille de la Grèce. Les Explorateurs les ont trouvés hors des parties nord centrales et du Chili et du Perú. Les bactéries géantes ont été trouvées en sulfure s'infiltre à l'Archipel de Galápagos, Equateur et hors des Côtes Pacifique de Panamá et du Costa Rica.

Les Chercheurs spéculent que ces couvre-tapis microbiens dans des couches à faible teneur en oxygène peuvent fonctionner du Chili du sud en Colombie et peuvent être présents sous les couches de minimum de l'oxygène du tout les monde.

« Quelques choses sont inconnues parce qu'elles sont trop petites pour voir, et quelques choses sont inconnues parce qu'elles sont trop grandes pour voir, » observe M. Gallardo.

Les Activités humaines peuvent stimuler les couvre-tapis trop : Des couvre-tapis Assimilés ont été trouvés dans des zones en angle mort marines où les rebuts s'accumulent, comme les systèmes non réglementés de dessous d'aquiculture.

Censusing le divers, spectaculaire monde de la mer introduit des erreurs pour tests le zooplancton appelé

Abouti par Ann Bucklin, le chef de l'Université du Service de Sciences Marines du Connecticut, le Dénombrement du Zooplancton Marin (CMarZ) a uni les spécialistes du monde pour peindre un tableau global sans précédent de l'abondance, de la diversité et de la distribution de la mer minuscule et souvent transparente « introduit des erreurs pour tests » cette forme une barrette indispensable dans le cycle de chaîne alimentaire et de carbone de la Terre.

Comme des microbes, des substances de plancton sont type trouvées dans l'abondance très faible dans n'importe quelle place donnée, bien qu'il y ait des exceptions. Scientifiques de Dénombrement échantillonnant la Mer Noire, par exemple, fleurs trouvées des gelées de peigne minuscules (ctenophores) nettoyant à l'aspirateur vers le haut de toute l'alimentation disponible, alors que les copepods minuscules (crustacés) dominaient des parties de l'Atlantique Nord.

Quand CMarZ a commencé en 2004, les scientifiques avaient décrit environ 7.000 substances marines qui demeurent planctoniques durant toute leurs durées de vie (holozooplankton appelé ; encore 26.000 substances connues sont classifiées pendant que plancton dans leur mode de vie larvaire de stade mais de modification pendant qu'elles se développent plus grandes).

En Quelques décennies à venir, quand tous les échantillons de Dénombrement se sont analysés et ont été décrits, M. Bucklin estime que la recherche aura rugueux doublé à 14.000 le nombre de substance de holozooplankton connue de la science (de la pensée 15.000 à 20.000 prévue à exister totalement).

« Le Dénombrement a échantillonné plus considérable, plus intensivement et plus stratégiquement que tout projet précédent, » il dit. « Le Dénombrement a produit une chance inouïe pour que la communauté taxonomique internationale réduite en fragments examine collectivement pour les configurations globales de la diversité. Le Financement d'un tel travail à côté de ressortissant ou d'organismes régionaux limite type la participation des chercheurs non nationaux, qui divise et partitionne la recherche. »

« La chaîne alimentaire a une structure hautement intégrée ; notre recherche sur elle doit être intégrée aussi. Le Dénombrement a aidé à développer une vision du monde, et nous tous qui fonctionnent dans le domaine ont prisé cela. »

M. Bucklin ajoute cette biodiversité fonctionnelle -- compréhension des corrélations entre les substances, et le seul (ou remplaçable) rôle de chaque substance dans un écosystème -- est un domaine d'études de frontière. Il aidera à déterminer le point auquel la chaîne alimentaire est stable et résiliente car les substances migrent si changement de température d'océan et si les océans acidifient, causant la détérioration de la formation des shell de carbonate de calcium développées par quelques espèces planctoniques.

Comme ceux qui étudient des microbes, les chercheurs de zooplancton emploient les techniques génétiques modernes d'identification (ADN barcoding) pour indiquer la substance « cryptique » (qui peut être différenciée seulement par la génétique), et pour apparier des larves avec des adultes.

l'année dernière, le Membre du groupe Tracey Sutton de Direction de CMarZ de l'Institut de la Virginie des Sciences Marines et les collègues, abouti par G. David Johnson de Smithsonian Institution, avaient l'habitude la génétique pour rectifier une fausse identité de longue date, une erreur en taxonomie de poissons.

Précédemment, le Mirapinnidae (tapetails) comme un étranger, Megalomycteridae (poissons de bignose) et Cetomimidae (whalefishes) ont constitué trois familles différentes en taxonomie basée sur leur aspect, comportement et d'autres caractéristiques. Le M. Sutton et collègues a prouvé qu'ils sont, en fait, les larves, mâles et femelles, respectivement, d'un unifamilial, Cetomimidae.

En Attendant, Colomban de Vargas, un scientifique de CMarZ de France, a appelé dans des notions précédentes de question au sujet des conditions climatiques pendant la dernière période glaciaire en indiquant par l'ADN la diversité cachée du foraminifera appelé de micros-organismes marins unicellulaires (forams pour faire court). Les shell étaient associées avec un régime particulier de la température.

Pensé alors pour être une substances, des dossiers fossiles des shell de foram ont été avancés comme preuve du climat de période glaciaire par le projet de CLIMAP (Enquête, Mappage, et Prévision du Climat) des années 1970 et des années 1980. les shell Assimilées Assimilé peuvent associé avec différents climats.

Les expositions neuves de recherches là peuvent être 20-50 fois où autant de substance de foram en tant que précédemment a pensé, conclusions potentiellement du minage CLIMAP.

« La découverte de cette diversité cachée devrait nous encourager à regarder en arrière et réexaminer des études précédentes, » dit M. Vargas.

Burrowers

L'abîme -- le royaume marin avec moins nourriture -- peut sembler sans vie mais est à la maison aux organismes microscopiques innombrables un plus petit que 1 millimètre. Les Scientifiques avec le projet CeDAMar de Dénombrement utilisent les véhicules télécommandés de mer profonde et d'autres technologies neuves pour étudier la durée de vie dans les zones abyssales, bon nombre d'entre elles les ont exploré pour la première fois.

Les scientifiques de CeDAMar disent que les organismes multicellulaires les plus abondants sont des ascarides lombricoïdes (nématodes), qui dominent les conditions abyssales brutales dans les numéros, la biomasse et la diversité. Dans quelques places, plus de 500.000 d'entre elles demeurent dans un seul mètre carré (1,2 yards carrés) d'argile mol sur le fond sous-marin profond.

Un pourcentage minuscule de toute la substance d'ascaride lombricoïde sont maintenant décrits et, avec les techniques actuelles, l'ampleur vraie de leur diversité ne peut être jamais connue, les experts disent.

Un Autre type de seaworms (polychètes) peut être juste comme des riches de substance. Environ 16.000 espèces sont maintenant connues, avec autant de nouveau vraisemblablement découverte de attente.

Les Questions au sujet de leur rôle dans la chaîne alimentaire, de la signification de leur diversité élevée de substance (peut-être associé à vivre sur la diverse substance organique) et des mystères entourant leur reproduction et distribution demeurent de même non résolues.

Loriciferans (« porteurs de ceinture » affectueusement aboubés dus aux shell de derrière caractéristiques ressemblant à un corset) sont parmi les plus petits animaux marins multicellulaires connus, l'adulte moyen juste 0,25 mm (1/100th de pouce) longtemps.

Ils ont une anatomie complexe en dépit de leur taille minutieuse, avec des dents stylets et une tête couverte de lame fragile ou d'annexes comme une épine.

Peu après leur première découverte en 1983 en eaux côtières peu profondes, une autre substance de loriciferan a été trouvée à 8.260 mètres (plus de 5 milles) de profondeur. Pendant les années 1990, plus de substances étaient encore trouvées sur des monts sous-marins.

Plusieurs centaines de plus de substances de loriciferans trouvées pendant le Dénombrement attendent maintenant la description formelle. Mais la surprise réelle a été la complexité stupéfiante du développement de l'animal, avec neuf stades discernés, plus que n'importe quelle créature assimilée en mer profonde.

Les crustacés Minuscules de copepod forment un autre groupe d'habitants de mer profonde importants à cause de leur richesse de substance et d'abondance pure.

L'échantillonnage Récent de CeDAMar a étonné les spécialistes. Sur juste deux arrêts dans le Bassin Atlantique du sud-est de l'Angola, ils ont trouvé presque 700 espèces différentes de copepod (99 pour cent de elles peu familières) dans des juste 5,4 mètres carrés (6,5 yards carrés), presque deux fois le numéro de la substance décrite jusqu'à présent dans l'hémisphère sud entier.

De « Telles découvertes nous incitent à regarder la mer profonde à partir d'un point de vue neuf, » dit le Chef Pedro Martinez Arbizu de CeDAMar. « Loin d'être un désert sans vie, la mer profonde rivalise des écosystèmes hautement divers tels que les forêts tropicales tropicales et les récifs coraliens. Pendant Que les burrowers minuscules rampent autour ils aident à oxygéner des sédiments et agir l'un sur l'autre avec des microbes pour faire un cycle les éléments nutritifs et le carbone sur le fond océanique. De nouveau, le jeu minuscule un rôle puissant. »

« Les stocks de la durée de vie en mer profonde seulement ont juste commencé, et beaucoup plus reste à faire, » il ajoute. « les fonds sous-marins Couverts de sédiment couvrent plus de 60 pour cent de la surface terrestre. Et, donné ces analyses neuves, nous ne pouvons pas probablement utiliser l'étage des grands fonds comme vidage mémoire de rebut ou le soumettre à l'extraction illimitée de moyen sans influencer massivement les communautés marines vivant là. »

La présidence scientifique du Dénombrement entier, Ian Poiner, conclu : « Le Dénombrement de l'Espèce Marine prend l'immense fierté en identifiant la majorité cachée. »

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

Last Update: 4. June 2015 09:48

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