Skrytá aliance mezi řasami a bakteriemi v ekosystémech řeky úhořice, udržuje losos a může inspirovat budoucí čisté technologie.
V severní Kalifornii představuje losos mnohem více než zdroj potravy. Jsou ústředním bodem kmenových tradic, životně důležité pro cestovní ruch a slouží jako ukazatele zdraví řeky. Vědci z Nau a University of California pracují podél řeky Eel a hlásí objev mikroskopického výživného motoru, který podporuje zdraví řeky a pomáhá vzkvétat lososům.
Jejich nový papír v Sborník Národní akademie věd Vysvětluje, jak řasy a bakterie spolupracují na poskytnutí čistého zdroje dusíku. Partneři přeměňují dusík ze vzduchu na jídlo, které udržuje ekosystém řeky a vyhýbá se potřebě hnojiv a znečištění, které mohou vytvořit. Tento skrytý zdroj živin zvyšuje populace vodního hmyzu, na kterém mladý losos závisí na růstu a přežití.
Jádrem nálezu je rozsivek zvaný epitémie, jednobuněčná vodní rostlina uzavřená ve skleněné skořápce. Ačkoli menší než zrnko stolní soli a zhruba šířka lidských vlasů, hraje epitémie hlavní roli při udržování produktivních řek.
Každý rozdaní obsahuje bakteriální partnery známé jako diazoplasty, což jsou malé kompartmenty dusíku, které přeměňují atmosférický dusík do rostlinných potravin. Epitémie zachycuje sluneční světlo na výrobu cukru a diazoplast používá tento cukr k provádění fixace dusíku. Na oplátku dodává diazoplast dusík, který umožňuje pokradu rozsivek fotosyntéza.
„Toto je přírodová verze čistého výživného potrubí, od slunečního světla po ryby, bez odtoku, který vytváří škodlivé květy řas,“ řekla Jane Marks, profesorka biologie na severní Arizonské univerzitě a vedoucí autorka studie.
Sezónní nárůst produktivity
Do pozdního léta, Marks řekl, prameny zelené řasy cladophora jsou zahaleny rezavě červenou epitémií podél řeky úhoře. V této fázi dodávají duos řas -bakterie duos až 90% nového dusíku vstupujícího do potravinové pásma řeky a dávají pastům hmyzu palivo, které potřebují, a pohánějí lososa zdola nahoru.
„Zdravé řeky se nestanou pouze-jsou udržovány ekologickými interakcemi, jako je toto partnerství,“ řekla Mary Power, spoluautorka studie a ředitelka fakulty rezervy Angelo Coast Reserve UC Berkeley, kde proběhla v terénní studii. „Když nativní.“ druh Pro prospěch ve stránkách zdravých potravin, řeky dodávají čistou vodu, volně žijící zvířata a základní podporu pro rybolov a venkovní komunity. “
Pomocí pokročilého zobrazování výzkumný tým sledoval, jak partneři obchodní život v perfektní smyčce: Diatom používal sluneční světlo a oxid uhličitý k výrobě cukru a sdílení s bakterií, která pak cukr použila k přeměně dusíku ze vzduchu na rostlinné jídlo. Tento dusík pomohl diatomu vyrobit ještě více cukru, protože klíčové enzymy fotosyntézy vyžadují spoustu dusíku.
„Je to jako dohoda o handshake: obě strany těží a celá řeka se daří,“ řekl Mike Zampini, postdoktorský výzkumný pracovník na NAU a olovo izotopový olovo. „Výsledkem je krásně efektivní cyklus energie a živin.“
Globální jev se širokými důsledky
Toto partnerství není pro řeku úhoře jedinečné. Epitémie a podobné týmy Diatom -Diazoplast žijí v řekách, jezerech a oceánech po celém světě, často na místech, kde je dusík vzácný. To znamená, že v mnoha jiných ekosystémech mohou tiše zvyšovat produktivitu.
Kromě své role v přírodě by tato čistá a efektivní výměna živin mohla inspirovat nové technologie, jako jsou efektivnější biopaliva, přírodní hnojiva, která neznečišťují nebo dokonce plodiny, které jsou vytvořeny tak, aby si vytvořily svůj vlastní dusík a snížily náklady na zemědělce a zároveň snižovaly dopady na životní prostředí.
Když Nature Engineers vyřeší to elegantní, řekl Marks, připomíná nám, co je možné, když se lidé, místa a objev spojí.
Reference: „Ekosystémové důsledky proto-organelle fixování dusíku“ od Jane C. Marksové, Michael C. Zampini, Raina Fitzpatrick, Saeed H. Kariunga, Augustine Sitati, Ty J. Samo, Peter K. Weber, Steven Thomas, Bruce A. Hungate, Christina E. Ramon, Victor O. Leshyk, Egbert, Egbert, Egbert, Egberts, Egberts, Egbert, Egbers, Egbers, Egberz, Egbers, Egbers, Egbers, J. Pett-Ridge a Mary E. Power, 8. září 2025, Sborník Národní akademie věd.
Doi: 10.1073/pnas.2503108122
Výzkum byl částečně financován grantem z programu pravidel života/mikrobiomu National Science Foundation (#2125088). Výzkum na Lawrence Livermore National Labs byl proveden na základě americké ministerstva energetické smlouvy DE-AC52-07NA27344.
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
