Přírodovědci v současné době stále častěji přicházejí s tím, že za mnoha procesy v živém světě stojí nečekaní hráči: prvoci. Teď to potvrdila studie publikovaná týmem českých vědců. Podle ní hraje klíčovou roli málo známá skupina prvoků, jimž se říká diplonema.
Klíčovým článkem života v oceánech byl téměř neznámý prvok. Jeho roli popsal český výzkum
Viditelná příroda představuje jen tu část ledovce, která se pohybuje nad hladinou. Ale základy ekosystémů jsou, podobně jako základna ledovce, skryté. Před lidskýma očima se ukrývají v neviditelném světě, kam vědci mohou pronikat až s pomocí mikroskopů.
Paleooceánografové neboli odborníci na procesy v oceánech minulosti rádi obracejí pozornost na stopové prvky barium a stroncium. Používají je jako jakési okno do minulosti, kterým se snaží nahlédnout do oceánů v podobě, jaká již neexistuje. Slouží totiž jako způsob, jak rekonstruovat produktivitu moří a globální změny klimatu v minulých geologických érách.
Doposud se jen spekulovalo o tom, odkud se souvislost mezi těmito usazenými prvky a produktivitou bere. A i když hledání odpovědi může vypadat nezajímavě, opak je pravdou. Právě tento ukazatel je totiž zásadní pro porozumění globálním cyklům oxidu uhličitého a tomu, jak se v historii planety měnily teploty zemské atmosféry. Studie, která vyšla v odborném časopise mBio, nabízí vysvětlení.
Diplonema
Malí mrchožrouti
Podle autorů článku v procesu hrají roli diplonemy, prvoci vzdáleně příbuzní například dobře známým původcům spavé nemoci – trypanozomám. Biokrystaly, které vědci nacházejí v jejich buňkách, přesně odpovídají údajům získaným z rozboru sedimentů.
„Nevím, zda láska prochází žaludkem, ale biogenní sedimentární horniny určitě,“ usmívá se korespondenční autorka studie Jana Pilátová z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, která na výzkumu úzce spolupracovala s kolegy z Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích.
Usazeniny, které obsahují sloučeniny baria a stroncia, mají podle výzkumu s uhlíkovým cyklem v oceánech hlubokou souvislost. Uhlík totiž neleží na dně oceánů jen tak – stává se součástí ekosystému. A to tak, že z něj tvoří svá těla organismy, jako jsou řasy a sinice. Je to obdoba procesu, který na souši provádějí stromy a jiné rostliny. Sinice a řasy jsou ale podobně jako tráva zdrojem potravy, v tomto případě je to zooplankton, anebo umírají po nákaze bakteriemi či viry.
Diplonemy se živí organickými zbytky z těchto procesů; je možné si je představit jako miniaturní mrchožrouty. Jenže kromě uhlíku se v jejich tělech akumulují i výše zmíněné barium a stroncium.
Jana Pilátová z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy
V planktonu
Poznání těchto jednobuněčných organismů je pro vědu zatím na začátku. Teprve nedávno se zjistilo díky velkým sekvenační projektům, kterých se účastnili i čeští vědci, že tito průhlední mikroskopičtí prvoci patří k nejčastějším obyvatelům oceánů a zejména dominují hlubokým vodám, kam slunce už nesvítí – doslova tedy vládnou místům pod 300 metrů.
Desetitisíce druhů těchto pozoruhodných a přehlížených organismů tak teprve čekají na své objevení a doslova vynesení na světlo světa. Dnes už vědci vědí, že se diplonemy živí organickou hmotou a bakteriemi. „My jsme navíc zjistili, kdo se živí diplonemami,“ vysvětluje jeden z přínosů studie Jana Pilátová.
Zooplankton z vody filtruje spolu s ostatní jednobuněčnou kořistí také diplonemy. A ve fekálních peletách, tedy jakémsi „trusu zooplanktonu“, jsou mezi nestrávenými zbytky biokrystaly baritu (BaSO4) a celestitu (SrSO4) tvořené diplonemami.
Takto dopadnou na dno oceánu a můžou to nakonec dotáhnout až do geologické vrstvy, která se uchová budoucím generacím jako svědek své doby. Odborník, který umí číst takto zanechané stopy, pak dokáže využít tyto stopové prvky jako svědka komplexních procesů, které hýbaly celou planetou.
Schéma koloběhu v oceánu
Čím je tepleji, tím lépe se diplonemy mají
„Čím bohatší je atmosféra na oxid uhličitý, tím je tepleji a tím je také více řas v mořích a více fixovaného uhlíku, potažmo i hodně spokojených vypasených diplonem, které mohly přenést i skrze své predátory stopové prvky ke dnu, odkud je pak vykutají geologové,“ popisuje souvislosti Jana Pilátová.
Otázkou stále zůstává, proč tito výstřední prvoci tvoří své biokrystaly. Autoři spekulují, že je mohou používat podobně jako potápěči svá závaží pro pohyb v hlubokých vrstvách vodního sloupce.