ວິທີໃໝ່ຂອງການຜະລິດອົກຊີໃນມະຫາສະໝຸດ

ຈຸລິນຊີບາງຊະນິດຢູ່ໃນທະເລເລິກຜະລິດອອກຊິເຈນໃນແບບທີ່ບໍ່ຮູ້ມາກ່ອນ. ເພື່ອສ້າງພະລັງງານ, ຊະນິດ archaea 'Nitrosopumilus maritimus' oxidises ammonia, ໃນທີ່ປະທັບຂອງອົກຊີເຈນ, ກັບ nitrate. ​ແຕ່​ເມື່ອ​ນັກ​ຄົ້ນ​ຄ້ວາ​ປະ​ທັບ​ຕາ​ຈຸລິນ​ຊີ​ໃນ​ຖັງ​ທີ່​ມີ​ອາກາດ​ແໜ້ນ, ​ໂດຍ​ບໍ່​ມີ​ແສງ​ຫຼື​ອົກ​ຊີ​ເຈນ, ພວກ​ມັນ​ກໍ​ຍັງ​ສາມາດ​ຜະລິດ O.₂ ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນການຜຸພັງຂອງ ammonia ກັບ nitrite.  

ມະຫາສະຫມຸດມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການຮັກສາລະດັບອົກຊີເຈນໃນບັນຍາກາດ. ປະມານ 70% ຂອງ ອົກຊີເຈນ ໃນບັນຍາກາດແມ່ນຜະລິດໂດຍພືດທະເລ, ປ່າຝົນກວມເອົາປະມານຫນຶ່ງສ່ວນສາມ (28%) ຂອງອົກຊີເຈນຂອງໂລກ, ສ່ວນທີ່ເຫຼືອ 2 ສ່ວນຮ້ອຍຂອງ. ແຜ່ນດິນໂລກອົກຊີເຈນທີ່ມາຈາກແຫຼ່ງອື່ນໆ. ມະຫາສະຫມຸດຜະລິດອົກຊີເຈນໂດຍຜ່ານການສັງເຄາະແສງໂດຍພືດມະຫາສະຫມຸດ (phytoplankton, kelp, ແລະ algal plankton).  

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີກຸ່ມຈຸລິນຊີຈໍານວນຫນ້ອຍທີ່ອາໄສຢູ່ໃນມະຫາສະຫມຸດທີ່ຜະລິດອົກຊີເຈນໃນຄວາມມືດ, ເມື່ອບໍ່ມີແສງແດດ, ໂດຍຜ່ານຂະບວນການທີ່ແຕກຕ່າງຈາກການສັງເຄາະແສງ. Nitrosopumilus maritimus ດຽວນີ້ໄດ້ເຂົ້າຮ່ວມກຸ່ມຈຸລິນຊີຈຳນວນໜຶ່ງບົນພື້ນຖານຄວາມສາມາດນີ້.  

Archaea (ຫຼື archaebacteria) ແມ່ນຈຸລິນຊີດຽວທີ່ຄ້າຍຄືກັບເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນໂຄງສ້າງ (ເພາະສະນັ້ນທັງ archaea ແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍແມ່ນ prokaryotes), ແຕ່ວິວັດທະນາການແຕກຕ່າງຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣັຍແລະ. eukaryotes, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປະກອບເປັນກຸ່ມທີສາມຂອງສິ່ງມີຊີວິດ. Archaea ອາໄສຢູ່ ສະພາບແວດລ້ອມ ອົກຊີເຈນທີ່ຕໍ່າແລະມີ anaerobes ທີ່ມີພັນທະ (ຫມາຍຄວາມວ່າພວກເຂົາບໍ່ສາມາດຢູ່ລອດລະດັບອົກຊີເຈນໃນບັນຍາກາດປົກກະຕິ), ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, halophiles ອາໄສຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເຄັມຫຼາຍ, methanogens ຜະລິດ methane, thermophiles ອາໄສຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮ້ອນຫຼາຍແລະອື່ນໆ.  

ປະມານ 30% ຂອງແຜ່ນແພຈຸລິນຊີຂອງມະຫາສະໝຸດແມ່ນປະກອບດ້ວຍແອມໂມເນຍ-ອອກຊິຊິນ archaea (AOA), ເຊິ່ງຮ່ວມກັບເຊື້ອແບັກທີເຣັຍການອອກຊີເຈນ nitrite (NOB) ສະໜອງແຫຼ່ງໄນໂຕຣເຈນທີ່ບໍ່ມີທາດໄນໂຕຣເຈນໃນມະຫາສະໝຸດ ແລະມີບົດບາດສຳຄັນໃນວົງຈອນໄນໂຕຣເຈນໃນມະຫາສະໝຸດ.  

ທັງສອງ archaea ເຫຼົ່ານີ້, ie, AOA ແລະ NOB ແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກທີ່ຈະຂຶ້ນກັບອົກຊີເຈນທີ່ໂມເລກຸນ (O.₂) ໃນ oxidising ammonia ກັບ nitrite.  

NH₃ + 1.5 ອ₂ → ບໍ່₂^- + H₂O + ຮ⁺  

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, archaea ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນພົບເຫັນຢູ່ໃນອຸດົມສົມບູນໃນສະພາບແວດລ້ອມທາງທະເລທີ່ບໍ່ມີພິດທີ່ມີລະດັບອົກຊີເຈນທີ່ຕໍ່າຫຼາຍຫຼືແມ້ກະທັ້ງບໍ່ສາມາດກວດພົບໄດ້. ນີ້ແມ່ນປະຫລາດໃຈຫຼາຍ, ໂດຍສະເພາະໃນທັດສະນະຂອງຄວາມຈິງທີ່ວ່າພວກເຂົາບໍ່ມີ metabolism anaerobic ທີ່ຮູ້ຈັກ. ການເຜົາຜານພະລັງງານຂອງພວກເຂົາຕ້ອງການອົກຊີເຈນ, ແຕ່ພວກມັນຖືກພົບເຫັນຢູ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ອົກຊີເຈນບໍ່ສາມາດກວດພົບໄດ້. ເຂົາເຈົ້າເຮັດແນວໃດ?  

ເພື່ອ​ສືບ​ສວນ​ນີ້, ໄດ້ ນັກຄົ້ນຄວ້າ ປະຕິບັດ incubations ຂອງ archaea ໄດ້ Nitrosopumilus maritimus ຢູ່ທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອົກຊີທີ່ຕໍ່າຫຼາຍໃນ nano (10^-9) ຊ່ວງ. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ພົບເຫັນວ່າຫຼັງຈາກການຂາດອົກຊີເຈນ, archaea ສາມາດຜະລິດອອກຊິເຈນຂະຫນາດນ້ອຍພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ anoxic. ພວກເຂົາເຈົ້າຜະລິດ O₂ ສໍາ​ລັບ​ການ​ຜຸ​ພັງ​ຂອງ ammonia ຕົວ​ມັນ​ເອງ​ໃນ​ຂະ​ນະ​ທີ່​ການ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ nitrite ກັບ nitrous oxide (N​₂O) ແລະ dinitrogen (N₂). 

ການ​ສຶກ​ສາ​ນີ້​ໄດ້​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ວິ​ທີ​ການ​ຂອງ​ການ​ອອກ​ຊີ​ເຈນ​ຂອງ ammonia anaerobic (ວິ​ທີ O₂ ການຜະລິດໂດຍ Nitrosopumilus maritimus ໃນສະພາບແວດລ້ອມມະຫາສະຫມຸດອົກຊີເຈນທີ່ depleted ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາ oxidise ammonia ກັບ nitrate ເພື່ອສ້າງພະລັງງານ). ມັນຍັງໄດ້ເປີດເຜີຍເສັ້ນທາງໃຫມ່ຂອງ N₂ ການຜະລິດໃນເລິກ ທະເລ ສິ່ງແວດລ້ອມ. 

*** 

ແຫລ່ງທີ່ມາ:  

1. Kraft B., et al 2022. ການຜະລິດອົກຊີເຈນ ແລະໄນໂຕຣເຈນໂດຍສານອາໂມເນຍ-ອອກຊີເຈນ. ວິທະຍາສາດ. 6 ມັງກອນ 2022. ສະບັບ 375, ສະບັບ 6576 ໜ້າ 97-100. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abe6733 

2. Martens-Habbena W., ແລະ Qin W., 2022. Archaeal nitrification ໂດຍບໍ່ມີອົກຊີເຈນ. ວິທະຍາສາດ. 6 ມັງກອນ 2022. ສະບັບ 375, ສະບັບ 6576 ໜ້າ 27-28. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abn0373 

***