Вся жизнь начинается с малого, в том числе и в океане. Микроскопические организмы, фитопланктон, составляют важную основу для всей морской экосистемы, которая в конечном итоге определяет, как развиваются рыбные запасы и сколько углекислого газа поглощается океаном. В этом отношении понимание основ морской экосистемы важно для решения двух элементарных вопросов будущего нашего человеческого населения: питания и климата.

Ученые из Университета Далхаузи, Ливерпульского университета, Центра океанографических исследований ГЕОМАР им. Гельмгольца в Киле и Института океанографии Скриппса разработали новую модель для изучения роста фитопланктона в океане.

Модель была объединена с метапротеомными данными и данными об окружающей среде, чтобы позволить точные прогнозы e.грамм. темпы роста фитопланктона в Южном океане. «Вы можете думать о росте фитопланктона как о промышленном производстве на заводе: материалы поступают на завод и обрабатываются на сборочных линиях, создавая конечный продукт», – объясняет Скотт Маккейн, ведущий автор исследования и аспирант кафедры биологии. в Канадском университете Далхаузи. «Мы спросили себя, как увеличить выпуск продукции, то есть количество продукции, покидающей завод», – добавляет Маккейн. Применительно к фитопланктону это означает, как они могут расти быстрее?
«В рамках исследования мы обнаружили, что фитопланктон перестраивает свои« клеточные сборочные линии », чтобы сделать это», – пояснил проф. Доктор.

Эрик Ахтерберг, соавтор исследования GEOMAR. «Нас не интересовало количество доступных питательных веществ, включая железо и марганец, которые важны для роста фитопланктона, а скорее вопрос о том, как« линии сборки клеток »в фитопланктоне, которые перерабатывают исходные вещества для своего роста адаптироваться к изменениям ", – продолжил Ахтерберг. Для этого исследователи создали математическую модель фитопланктона, которая позволила им моделировать эти процессы.

Модель была связана с лабораторными и круизными данными из Южного океана по метапротеомике, растворенному железу и марганцу. Это позволило им получить новые объяснения различных процессов фитопланктона. «Наши результаты показывают, что совокупные клеточные затраты определяют, как условия окружающей среды изменяют рост фитопланктона», – говорит профессор Ахтерберг.
«Это коренным образом меняет то, как мы смотрим на рост фитопланктона, и приведет к более точным прогнозам того, как фитопланктон будет расти в океане», – добавляет Скотт Маккейн.

По мнению канадских ученых, эти результаты также важны для прогнозов развития рыбных запасов и глобального изменения климата.