Studiu: Zăpada marină vâscoasă transportă de peste șase ori mai mult carbon în adâncuri
În adâncurile oceanului, „ninsoarea” nu se oprește niciodată. Zăpada marină este formată din aglomerări minuscule de detritus organic și anorganic — mucus, materii fecale, sedimente, plancton mort — care cad din apele puțin adânci spre abis. Pe măsură ce coboară, aceste particule transportă cantități uriașe de carbon. Oamenii de știință estimează că zăpada marină îndepărtează anual peste 10 gigatone de carbon din suprafața oceanului, dar doar aproximativ două gigatone ajung suficient de adânc pentru a fi stocate sute sau mii de ani.
Cercetătorii de la Scripps Institution of Oceanography din cadrul University of California San Diego și de la University of Lincoln au descoperit unul dintre factorii care explică această discrepanță. Studiul lor, publicat în revista Science, arată că vâscozitatea zăpezii marine influențează major viteza cu care aceasta este descompusă de bacterii și adâncimea la care ajunge. Particulele mai vâscoase pot transporta de peste șase ori mai mult carbon în oceanul profund decât cele mai puțin vascoase.
Un mediu microscopic devenit vizibil pentru prima dată
Cercetarea a început în 2021, când Bryce Inman, pe atunci cercetător postdoctoral la Scripps Oceanography, a căutat o metodă de a vizualiza ceea ce el numește „mucoscapul”. „Observarea bacteriilor individuale în interacțiune cu structura fizică a mucusului nu fusese niciodată posibilă”, a declarat Inman. Timp de patru ani, el și colegii săi, printre care microbiologul Farooq Azam, profesor emerit la Scripps, au încercat fără succes să realizeze acest lucru.
Abia în 2025 au reușit, combinând microscopia confocală 3D cu molecule fluorescente specializate. Această abordare le-a permis să cartografieze „terenul fizic” al fiecărei aglomerări de zăpadă marină și să observe modul în care bacteriile interacționează cu ea. Vizualizarea bacteriilor individuale și a tuturor asperităților din structura zăpezii marine i-a ajutat pe cercetători să înțeleagă mai bine cum afectează bacteriile structura particulelor, în special vâscozitatea lor.
Particulele mai vascoase rezistă descompunerii bacteriene
La fel ca zăpada de pe uscat, nicio particulă de zăpadă marină nu seamănă cu alta. Toate sunt compuse din combinații diferite de molecule organice și anorganice, cu grade diferite de vâscozitate. Folosind noua metodă, detaliată într-un articol însoțitor din Nature Communications, cercetătorii au stabilit că bacteriile pot coloniza mult mai ușor zonele mai puțin vascoase de la suprafața zăpezii marine decât regiunile mai vâscoase din interiorul acesteia.
„Bacteriile se pot fixa pe porțiunile mai puțin vascoase ale fiecărei particule, dar nu pot ajunge în regiunile mai vâscoase până nu le descompun”, a explicat Inman. „Este ca un vierme într-un măr: pulpa este ușor de penetrat, dar miezul este greu de mestecat.”
Într-o serie de experimente de laborator, cercetătorii au constatat că zăpada marină mai vâscoasă are nevoie de mai mult timp pentru a fi degradată și fragmentată de bacterii. Simulările computerizate sugerează, de asemenea, că particulele mai vâscoase se scufundă mai adânc. Echipa estimează că zăpada marină cu vâscozitate ridicată poate transporta de peste șase ori mai mult carbon în oceanul profund decât particulele cu vâscozitate scăzută.
„Cât de adânc poate ajunge zăpada marină este o problemă surprinzător de complicată, iar noi am adăugat o piesă — foarte vâscoasă — la acest puzzle”, a spus Inman.
Implicații dincolo de ciclul carbonului oceanic
Descoperirile nu îi ajută doar pe cercetătorii care studiază ciclul carbonului terestru, ci și pe cei care analizează rolul mucusului în domenii de la sănătatea umană până la recuperarea recifelor de corali. Mucusul, oricum am numi-o — gelatină, mâzgă — „are o cantitate surprinzătoare de structură”, a spus Inman. „Există umflături, crevase, tot felul de structuri despre care nu aveam habar la o scară mai mică decât bacteria. Este prima dată când examinăm cu adevărat acest habitat fizic.”
Interacțiunile dintre mucus și bacterii sunt esențiale pentru sănătatea vieții pe planeta noastră, întrucât recifele de corali, pădurile de kelp, sistemele radiculare ale plantelor terestre și tractul digestiv uman și animal depind toate de aceste interacțiuni. Cercetătorii afirmă că rezultatele lor și noua metodă de imagistică a mucusului vor ajuta oamenii de știință să studieze comportamentul bacteriilor în mucus.
