I cianobatteri sono in grado di “cortocircuitare” il processo di fotosintesi. I cianobatteri sono in grado di “cortocircuitare” il processo di fotosintesi Catene alimentari e piramidi

Gli oceani del mondo coprono oltre il 70% della superficie terrestre. Contiene circa 1,35 miliardi di chilometri cubi d'acqua, ovvero circa il 97% di tutta l'acqua del pianeta. L'oceano sostiene tutta la vita sul pianeta e lo rende blu se visto dallo spazio. La Terra è l'unico pianeta del nostro sistema solare noto a contenere acqua liquida.

Sebbene l’oceano sia un corpo idrico continuo, gli oceanografi lo hanno diviso in quattro regioni principali: Pacifico, Atlantico, Indiano e Artico. Gli oceani Atlantico, Indiano e Pacifico si combinano per creare acque ghiacciate attorno all'Antartide. Alcuni esperti identificano quest'area come il quinto oceano, più spesso chiamato Oceano Australe.

Per comprendere la vita nell'oceano, devi prima conoscerne la definizione. La frase "vita marina" copre tutti gli organismi che vivono nell'acqua salata, che comprende un'ampia varietà di piante, animali e microrganismi come batteri e.

Esiste un'enorme varietà di specie marine che vanno dai minuscoli organismi unicellulari alle gigantesche balene blu. Man mano che gli scienziati scoprono nuove specie, apprendono di più sulla composizione genetica degli organismi e studiano campioni fossili, decidono come raggruppare la flora e la fauna oceanica. Di seguito è riportato un elenco dei principali tipi o gruppi tassonomici di organismi viventi negli oceani:

• (Annelida);
• (Artropodi);
• (Cordati);
• (Cnidaria);
• Ctenofori ( Ctenofora);
• (Echinodermi);
• (Molluschi)
• (Poriferi).

Esistono anche diversi tipi di piante marine. I più comuni includono Chlorophyta, o alghe verdi, e Rodofita o alghe rosse.

Adattamenti della vita marina

Dal punto di vista di un animale terrestre come noi, l’oceano può essere un ambiente ostile. Tuttavia, la vita marina è adattata alla vita nell'oceano. Le caratteristiche che aiutano gli organismi a prosperare negli ambienti marini includono la capacità di regolare l’assunzione di sale, gli organi per ottenere ossigeno (come le branchie dei pesci), resistere all’aumento della pressione dell’acqua e l’adattamento alla scarsa illuminazione. Gli animali e le piante che vivono nella zona intercotidale affrontano temperature estreme, luce solare, vento e onde.

Esistono centinaia di migliaia di specie di vita marina, dal minuscolo zooplancton alle balene giganti. La classificazione degli organismi marini è molto variabile. Ognuno è adattato al suo habitat specifico. Tutti gli organismi oceanici sono costretti ad interagire con diversi fattori che non pongono problemi alla vita sulla terra:

• Regolazione dell'assunzione di sale;
• Ottenere ossigeno;
• Adattamento alla pressione dell'acqua;
• Onde e variazioni della temperatura dell'acqua;
• Ottenere abbastanza luce.

Di seguito esaminiamo alcuni dei modi in cui la vita marina può sopravvivere in questo ambiente, che è molto diverso dal nostro.

Regolazione del sale

I pesci possono bere acqua salata ed espellere il sale in eccesso attraverso le branchie. Anche gli uccelli marini bevono acqua di mare e il sale in eccesso viene rimosso attraverso le "ghiandole del sale" nella cavità nasale e poi scosso dall'uccello. Le balene non bevono acqua salata, ma ricevono l'umidità necessaria dai loro corpi, di cui si nutrono.

Ossigeno

I pesci e altri organismi che vivono sott'acqua possono ottenere ossigeno dall'acqua attraverso le branchie o la pelle.

I mammiferi marini devono venire in superficie per respirare, quindi le balene hanno dei fori sulla parte superiore della testa, che consentono loro di inalare l'aria dall'atmosfera mantenendo la maggior parte del corpo sommersa.

Le balene sono in grado di rimanere sott'acqua senza respirare per un'ora o più perché usano i polmoni in modo molto efficiente, riempiendo fino al 90% della loro capacità polmonare con ogni respiro, e immagazzinano anche quantità insolitamente grandi di ossigeno nel sangue e nei muscoli durante le immersioni.

Temperatura

Molti animali oceanici sono a sangue freddo (ectotermici) e la loro temperatura corporea interna è la stessa dell'ambiente. L'eccezione sono i mammiferi marini a sangue caldo (endotermici), che devono mantenere una temperatura corporea costante indipendentemente dalla temperatura dell'acqua. Hanno uno strato isolante sottocutaneo costituito da grasso e tessuto connettivo. Questo strato di grasso sottocutaneo consente loro di mantenere la temperatura corporea interna all'incirca uguale a quella dei loro parenti terrestri, anche nell'oceano freddo. Lo strato isolante della balena della Groenlandia può avere uno spessore superiore a 50 cm.

Pressione dell'acqua

Negli oceani, la pressione dell’acqua aumenta di 15 libbre per pollice quadrato ogni 10 metri. Mentre alcune creature marine cambiano raramente la profondità dell'acqua, gli animali che nuotano lontano come balene, tartarughe marine e foche viaggiano da acque poco profonde a profondità maggiori nel giro di pochi giorni. Come reagiscono alla pressione?

Si ritiene che il capodoglio sia in grado di immergersi a più di 2,5 km sotto la superficie dell'oceano. Un adattamento è che i polmoni e il torace si restringono quando ci si immerge a grandi profondità.

La tartaruga marina liuto può immergersi fino a oltre 900 metri. I polmoni pieghevoli e un guscio flessibile li aiutano a resistere all'elevata pressione dell'acqua.

Vento e onde

Gli animali intertidali non hanno bisogno di adattarsi all'elevata pressione dell'acqua, ma devono resistere al forte vento e alla pressione delle onde. Molti invertebrati e piante in questa regione hanno la capacità di aggrapparsi alle rocce o ad altri substrati e hanno anche gusci protettivi duri.

Sebbene le grandi specie pelagiche come balene e squali non siano colpite dalle tempeste, le loro prede potrebbero essere spostate. Ad esempio, le balene cacciano i copepodi, che possono essere sparsi in diverse aree remote durante i forti venti e le onde.

luce del sole

Gli organismi che necessitano di luce, come le barriere coralline tropicali e le alghe ad esse associate, si trovano in acque poco profonde e limpide che trasmettono facilmente la luce solare.

Poiché la visibilità subacquea e i livelli di luce possono cambiare, le balene non fanno affidamento sulla vista per trovare cibo. Invece, trovano la preda usando l'ecolocalizzazione e l'udito.

Nelle profondità degli abissi oceanici, alcuni pesci hanno perso gli occhi o la pigmentazione perché semplicemente non sono necessari. Altri organismi sono bioluminescenti e utilizzano organi che producono luce o i propri organi che producono luce per attirare le prede.

Distribuzione della vita nei mari e negli oceani

Dalla costa fino ai fondali marini più profondi, l'oceano pullula di vita. Centinaia di migliaia di specie marine vanno dalle alghe microscopiche alla balenottera azzurra che sia mai vissuta sulla Terra.

L'oceano ha cinque zone principali di vita, ciascuna con adattamenti unici degli organismi al suo particolare ambiente marino.

Zona eufotica

La zona eufotica è lo strato superficiale dell'oceano illuminato dal sole, profondo fino a circa 200 metri. La zona eufotica è detta anche zona fotica e può essere presente sia nei laghi marittimi che nell'oceano.

La luce solare nella zona fotica consente il processo di fotosintesi. è il processo mediante il quale alcuni organismi convertono l'energia solare e l'anidride carbonica dall'atmosfera in nutrienti (proteine, grassi, carboidrati, ecc.) e ossigeno. Nell'oceano la fotosintesi viene effettuata da piante e alghe. Le alghe sono simili alle piante terrestri: hanno radici, steli e foglie.

Nella zona eufotica vivono anche il fitoplancton, organismi microscopici che includono piante, alghe e batteri. Miliardi di microrganismi formano enormi macchie verdi o blu nell’oceano, che costituiscono il fondamento degli oceani e dei mari. Attraverso la fotosintesi, il fitoplancton è responsabile della produzione di quasi la metà dell'ossigeno rilasciato nell'atmosfera terrestre. Piccoli animali come il krill (un tipo di gamberetti), pesci e microrganismi chiamati zooplancton si nutrono tutti di fitoplancton. A loro volta, questi animali vengono mangiati da balene, pesci di grandi dimensioni, uccelli marini e esseri umani.

Zona mesopelagica

La zona successiva, che si estende fino a una profondità di circa 1000 metri, è chiamata zona mesopelagica. Questa zona è anche conosciuta come zona crepuscolare perché la luce al suo interno è molto fioca. La mancanza di luce solare fa sì che non ci siano praticamente piante nella zona mesopelagica, ma grandi pesci e balene si immergono lì per cacciare. I pesci in questa zona sono piccoli e luminosi.

Zona batipelagica

A volte gli animali della zona mesopelagica (come capodogli e calamari) si tuffano nella zona batipelagica, che raggiunge una profondità di circa 4.000 metri. La zona batipelagica è detta anche zona di mezzanotte perché la luce non la raggiunge.

Gli animali che vivono nella zona batipelagica sono piccoli, ma spesso hanno bocche enormi, denti aguzzi e stomaci in espansione che permettono loro di mangiare qualsiasi cibo gli cada in bocca. Gran parte di questo cibo proviene dai resti di piante e animali discendenti dalle zone pelagiche superiori. Molti animali batipelagici non hanno gli occhi perché non sono necessari al buio. Poiché la pressione è così elevata, è difficile trovare sostanze nutritive. I pesci nella zona batipelagica si muovono lentamente e hanno branchie forti per estrarre l'ossigeno dall'acqua.

Zona abissopelagica

L'acqua sul fondo dell'oceano, nella zona abissopelagica, è molto salata e fredda (2 gradi Celsius o 35 gradi Fahrenheit). A profondità fino a 6.000 metri, la pressione è molto forte: 11.000 libbre per pollice quadrato. Ciò rende la vita impossibile per la maggior parte degli animali. La fauna di questa zona, per far fronte alle dure condizioni dell'ecosistema, ha sviluppato bizzarre caratteristiche adattative.

Molti animali in questa zona, inclusi calamari e pesci, sono bioluminescenti, nel senso che producono luce attraverso reazioni chimiche nei loro corpi. Ad esempio, la rana pescatrice ha un'appendice luminosa situata davanti alla sua enorme bocca dentata. Quando la luce attira piccoli pesci, la rana pescatrice semplicemente schiocca le mascelle per mangiare la preda.

Ultra abissale

La zona più profonda dell'oceano, che si trova nelle faglie e nei canyon, è chiamata ultra-abissale. Qui vivono pochi organismi, come gli isopodi, un tipo di crostaceo imparentato con granchi e gamberetti.

Come spugne e cetrioli di mare prosperano nelle zone abissopelagiche e ultraabissali. Come molte stelle marine e meduse, questi animali dipendono quasi interamente dai resti di piante e animali morti chiamati detriti marini.

Tuttavia, non tutti gli abitanti dei fondali dipendono dai detriti marini. Nel 1977, gli oceanografi scoprirono una comunità di creature sul fondo dell'oceano che si nutrivano di batteri attorno ad aperture chiamate prese d'aria idrotermali. Queste prese d'aria rilasciano acqua calda arricchita di minerali dalle profondità della Terra. I minerali nutrono batteri unici, che a loro volta nutrono animali come granchi, vongole e vermi tubicoli.

Minacce alla vita marina

Nonostante una conoscenza relativamente scarsa dell’oceano e dei suoi abitanti, l’attività umana ha causato enormi danni a questo fragile ecosistema. Vediamo costantemente in televisione e sui giornali che un'altra specie marina è in pericolo di estinzione. Il problema può sembrare deprimente, ma c’è speranza e ognuno di noi può fare molte cose per salvare l’oceano.

Le minacce presentate di seguito non sono in un ordine particolare, poiché sono più pressanti in alcune regioni rispetto ad altre e alcune creature oceaniche affrontano molteplici minacce:

• Acidificazione degli oceani- Se hai mai posseduto un acquario, sai che il corretto pH dell'acqua è una parte importante per mantenere sani i tuoi pesci.
• Cambiamento del clima- sentiamo costantemente parlare di riscaldamento globale e, per una buona ragione, influisce negativamente sia sulla vita marina che su quella terrestre.
• La pesca eccessiva è un problema mondiale che ha impoverito molte importanti specie ittiche commerciali.
• Bracconaggio e commercio illegale- Nonostante le leggi adottate per proteggere la vita marina, la pesca illegale continua a prosperare ancora oggi.
• Reti - Le specie marine, dai piccoli invertebrati alle grandi balene, possono rimanere impigliate e uccise nelle reti da pesca abbandonate.
• Rifiuti e inquinamento- vari animali possono rimanere impigliati nei detriti, così come nelle reti, e le fuoriuscite di petrolio causano enormi danni alla maggior parte della vita marina.
• Perdita di habitat- Man mano che la popolazione mondiale cresce, aumenta la pressione umana sulle coste, sulle zone umide, sulle foreste di alghe, sulle mangrovie, sulle spiagge, sulle coste rocciose e sulle barriere coralline, che ospitano migliaia di specie.
• Specie invasive: le specie introdotte in un nuovo ecosistema possono causare gravi danni ai loro abitanti nativi, poiché a causa della mancanza di predatori naturali potrebbero subire un'esplosione demografica.
• Navi marittime: le navi possono causare lesioni mortali ai grandi mammiferi marini, creare molto rumore, trasportare specie invasive, distruggere le barriere coralline con le ancore e portare al rilascio di sostanze chimiche nell'oceano e nell'atmosfera.
• Rumore dell'oceano: nell'oceano c'è molto rumore naturale che è parte integrante di questo ecosistema, ma il rumore artificiale può interrompere il ritmo della vita di molti abitanti marini.

La profondità media dell'acqua negli oceani è di 4000 m, ma in alcune depressioni oceaniche può raggiungere gli 11mila m Sotto l'influenza del vento, delle onde, delle maree e delle correnti, l'acqua dell'oceano è in costante movimento. Le onde sollevate dal vento non influiscono sulle masse d'acqua profonde. Ciò avviene grazie alle maree, che muovono l'acqua ad intervalli corrispondenti alle fasi lunari. Le correnti trasportano l'acqua tra gli oceani. Le correnti superficiali, muovendosi, ruotano lentamente in senso orario nell'emisfero settentrionale e in senso antiorario nell'emisfero meridionale.

Fondo dell'oceano:

La maggior parte del fondale oceanico è piatto, ma in alcuni punti le montagne si innalzano per migliaia di metri sopra di esso. A volte si ergono sopra la superficie dell'acqua sotto forma di isole. Molte di queste isole sono vulcani attivi o spenti. Le catene montuose si estendono attraverso la parte centrale del fondo di numerosi oceani. Sono in costante crescita a causa dell'effusione di lava vulcanica. Ogni nuovo flusso che trasporta la roccia sulla superficie delle creste sottomarine forma la topografia del fondale oceanico.

Il fondale oceanico è per lo più ricoperto di sabbia o limo, portati dai fiumi. In alcuni luoghi ci sono sorgenti termali da cui si depositano zolfo e altri minerali. I resti di piante e animali microscopici affondano dalla superficie dell'oceano al fondo, formando uno strato di minuscole particelle (sedimenti organici). Sotto la pressione dell'acqua sovrastante e dei nuovi strati di sedimenti, il sedimento sciolto si trasforma lentamente in roccia.

Zone oceaniche:

In profondità, l'oceano può essere diviso in tre zone. Nelle acque superficiali soleggiate sopra - la cosiddetta zona fotosintetica - nuota la maggior parte dei pesci oceanici, così come il plancton (una comunità di miliardi di creature microscopiche che vivono nella colonna d'acqua). Sotto la zona della fotosintesi si trovano la zona crepuscolare scarsamente illuminata e le acque fredde e profonde della zona buia. Nelle zone più basse si trovano meno forme di vita: lì vivono principalmente pesci carnivori (predatori).

Nella maggior parte dell'acqua oceanica la temperatura è più o meno la stessa: circa 4 °C. Quando una persona si immerge più in profondità, la pressione dell'acqua su di lui dall'alto aumenta costantemente, rendendo difficile il movimento rapido. A profondità maggiori, inoltre, la temperatura scende fino a 2 °C. La luce diminuisce sempre più finché, a 1000 m di profondità, regna il buio più completo.

La vita in superficie:

Il plancton vegetale e animale nella zona fotosintetica fornisce cibo a piccoli animali, come crostacei, gamberetti, nonché giovani stelle marine, granchi e altra vita marina. Lontano dalle acque costiere riparate, la fauna selvatica è meno diversificata, ma ci sono molti pesci e grandi mammiferi come balene, delfini e focene. Alcuni di loro (baleen, squali giganti) si nutrono filtrando l'acqua e ingoiando il plancton in essa contenuto. Altri (squali bianchi, barracuda) predano altri pesci.

La vita nelle profondità del mare:

Nelle acque fredde e scure delle profondità oceaniche, gli animali da caccia sono in grado di individuare le sagome delle loro vittime nella luce più fioca, che penetra a malapena dall'alto. Qui molti pesci hanno sui fianchi scaglie argentate: riflettono la luce e mimetizzano la sagoma dei loro proprietari. Alcuni pesci, piatti sui lati, hanno una sagoma molto stretta, appena percettibile. Molti pesci hanno bocche enormi e possono mangiare prede più grandi di loro. Gli howliod e i pesci accetta nuotano con le loro grandi bocche aperte, afferrando tutto ciò che possono lungo il percorso.

Il principio del metodo dell'ossigeno e del radiocarbonio per determinare la produzione primaria (tasso di fotosintesi). Compiti per determinare la distruzione, la produzione primaria lorda e netta.

Quali condizioni obbligatorie devono esistere sul pianeta Terra per la formazione dello strato di ozono. Quali intervalli UV blocca lo schermo dell'ozono?

Quali forme di relazioni ecologiche influenzano negativamente le specie.

Amensalismo: una popolazione influisce negativamente su un'altra, ma essa stessa non sperimenta né un'influenza negativa né positiva. Un tipico esempio sono le chiome degli alberi alti che inibiscono la crescita di piante e muschi a crescita bassa bloccando parzialmente l’accesso alla luce solare.

L'allelopatia è una forma di antibiosi in cui gli organismi hanno un effetto reciprocamente dannoso l'uno sull'altro, a causa dei loro fattori vitali (ad esempio, secrezioni di sostanze). Si trova principalmente nelle piante, nei muschi e nei funghi. Inoltre, l'influenza dannosa di un organismo su un altro non è necessaria per la sua vita e non gli apporta alcun beneficio.

La competizione è una forma di antibiosi in cui due specie di organismi sono nemici biologici per natura (di solito a causa di un approvvigionamento alimentare comune o di limitate opportunità di riproduzione). Ad esempio tra predatori della stessa specie e della stessa popolazione o di specie diverse che si nutrono dello stesso cibo e vivono nello stesso territorio. In questo caso, il danno causato a un organismo avvantaggia un altro e viceversa.

L'ozono si forma quando la radiazione ultravioletta del sole bombarda le molecole di ossigeno (O2 -> O3).

La formazione di ozono dall'ossigeno biatomico ordinario richiede molta energia: quasi 150 kJ per ogni mole.

È noto che la maggior parte dell'ozono naturale è concentrata nella stratosfera, ad un'altitudine compresa tra 15 e 50 km sopra la superficie terrestre.

La fotolisi dell'ossigeno molecolare avviene nella stratosfera sotto l'influenza della radiazione ultravioletta con una lunghezza d'onda di 175-200 nm e fino a 242 nm.

Reazioni di formazione dell'ozono:

О2 + hν → 2О.

O2+O→O3.

La modifica del radiocarbonio si riduce a quanto segue. L'isotopo del carbonio 14C viene aggiunto al campione d'acqua sotto forma di carbonato di sodio o bicarbonato di sodio con radioattività nota. Dopo una certa esposizione delle bottiglie, l'acqua da esse viene filtrata attraverso un filtro a membrana e sul filtro viene determinata la radioattività delle cellule di plancton.

Il metodo dell'ossigeno per determinare la produzione primaria dei serbatoi (metodo del pallone) si basa sulla determinazione dell'intensità della fotosintesi delle alghe planctoniche in bottiglie installate in un serbatoio a diverse profondità, nonché in condizioni naturali - dalla differenza nel contenuto di ossigeno disciolto in acqua a fine giornata e a fine notte.

Compiti per determinare la distruzione, la produzione primaria lorda e netta.??????

La zona eufotica è lo strato superiore dell'oceano, la cui illuminazione è sufficiente affinché avvenga il processo di fotosintesi. Il limite inferiore della zona fotica passa ad una profondità che raggiunge l'1% della luce proveniente dalla superficie. È nella zona fotica che vivono il fitoplancton, così come i radiolari, crescono le piante e vive la maggior parte degli animali acquatici. Quanto più ci si avvicina ai poli terrestri, tanto più piccola è la zona fotica. Così all’equatore, dove i raggi del sole cadono quasi verticalmente, la profondità della zona arriva fino a 250 m, mentre a Belyj non supera i 25 m.

L'efficienza della fotosintesi dipende da molte condizioni interne ed esterne. Per le singole foglie poste in condizioni particolari, l'efficienza della fotosintesi può raggiungere il 20%. Tuttavia, i processi sintetici primari che avvengono nella foglia, o meglio nei cloroplasti, e il raccolto finale sono separati da una serie di processi fisiologici in cui una parte significativa dell'energia accumulata viene persa. Inoltre l’efficienza di assorbimento dell’energia luminosa è costantemente limitata dai fattori ambientali già citati. A causa di queste limitazioni, anche nelle varietà più avanzate di piante agricole, in condizioni di crescita ottimali, l'efficienza della fotosintesi non supera il 6-7%.

Carlo

Perché gli oceani hanno una "bassa produttività" in termini di fotosintesi?

L'80% della fotosintesi mondiale avviene nell'oceano. Nonostante ciò, anche gli oceani hanno una bassa produttività: coprono il 75% della superficie terrestre, ma dei 170 miliardi di tonnellate di peso secco annuali registrati attraverso la fotosintesi, forniscono solo 55 miliardi di tonnellate. Questi due fatti che ho riscontrato separatamente non sono contraddittori? Se gli oceani riparassero l’80% del totale C O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;"> C O X C O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;"> C O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;"> 2 C O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;"> C O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;">C C O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;">O C O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;">X C O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;">2 fissato dalla fotosintesi sulla terra e rilascia l'80% del totale O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;"> O X O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;"> O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;"> 2 O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;"> O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;">O O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;">X O X 2 " ruolo="presentazione" stile="posizione: relativa;">2 Rilasciati sulla Terra dalla fotosintesi, dovevano rappresentare anche l'80% del peso secco. Esiste un modo per conciliare questi fatti? In ogni caso, se l’80% della fotosintesi avviene negli oceani, non sembra Basso produttività - allora perché si dice che gli oceani abbiano una bassa produttività primaria (vengono fornite anche molte ragioni per questo - che la luce non è disponibile a tutte le profondità degli oceani, ecc.)? Più fotosintesi deve significare più produttività!

C_Z_

Sarebbe utile se potessi indicare dove hai trovato queste due statistiche (l'80% della produttività mondiale proviene dagli oceani, e gli oceani producono 55/170 milioni di tonnellate di peso secco)

Risposte

cioccolatoso

Innanzitutto dobbiamo sapere quali sono i criteri più importanti per la fotosintesi; questi sono: luce, CO 2, acqua, nutrienti. docenti.unicam.it/tmp/2619.ppt In secondo luogo, la produttività di cui parli dovrebbe essere chiamata “produttività primaria” e si calcola dividendo la quantità di carbonio convertita per unità di superficie (m2) per il tempo. www2.unime.it/snchimambiente/PrPriFattMag.doc

Pertanto, poiché gli oceani coprono una vasta area del mondo, i microrganismi marini possono convertire grandi quantità di carbonio inorganico in carbonio organico (il principio della fotosintesi). Un grosso problema negli oceani è la disponibilità di nutrienti; tendono a depositarsi o a reagire con l'acqua o altri prodotti chimici, anche se gli organismi fotosintetici marini si trovano principalmente in superficie, dove ovviamente è presente la luce. Ciò di conseguenza riduce il potenziale di produttività fotosintetica degli oceani.

WYSIWYG♦

MTGradwell

Se gli oceani fissano l’80% della CO2CO2 totale fissata dalla fotosintesi sulla terra e rilasciano l’80% dell’O2O2 totale fissato dalla fotosintesi sulla terra, devono rappresentare anche l’80% del peso secco risultante.

Innanzitutto cosa si intende per "rilascio di O 2"? Ciò significa forse che "l'O 2 viene rilasciato dagli oceani nell'atmosfera, dove contribuisce alla crescita eccessiva"? Questo non può essere il caso poiché la quantità di O2 nell’atmosfera è abbastanza costante ed è dimostrato che è significativamente inferiore rispetto al Giurassico. In generale, i pozzi globali di O2 dovrebbero bilanciare le fonti di O2 o, semmai, superarle leggermente, causando un aumento graduale degli attuali livelli di CO2 nell’atmosfera a scapito dei livelli di O2.

Quindi per "rilasciato" intendiamo "rilasciato dal processo di fotosintesi nel momento della sua azione".

Gli oceani fissano l'80% della CO 2 totale fissata attraverso la fotosintesi, ma alla stessa velocità la scompongono. Per ogni cellula di alghe che è fotosintetica, ce n'è una che è morta o morente e viene consumata dai batteri (che consumano O2), oppure consuma essa stessa ossigeno per mantenere i suoi processi metabolici durante la notte. Pertanto, la quantità netta di O 2 rilasciata dagli oceani è prossima allo zero.

Dobbiamo ora chiederci cosa intendiamo per “performance” in questo contesto. Se una molecola di CO2 si fissa a causa dell'attività delle alghe, ma poi si scioglie di nuovo quasi immediatamente, viene considerata "produttività"? Ma sbatti le palpebre e te lo perderai! Anche se non sbatti le palpebre, è improbabile che sia misurabile. Il peso secco delle alghe alla fine del processo è lo stesso dell'inizio. pertanto, se definiamo “produttività” come “aumento della massa secca delle alghe”, allora la produttività sarebbe zero.

Affinché la fotosintesi delle alghe abbia un effetto sostenibile sui livelli globali di CO 2 o O 2, la CO 2 fissata deve essere incorporata in qualcosa di meno rapido delle alghe. Qualcosa come il merluzzo o il nasello, che possono essere raccolti e posizionati sui tavoli come bonus. La “produttività” di solito si riferisce alla capacità degli oceani di ricostituire queste cose dopo il raccolto, e questo è davvero piccolo rispetto alla capacità della terra di produrre raccolti ripetuti.

Sarebbe una storia diversa se considerassimo le alghe come potenzialmente adatte alla raccolta di massa, così che la loro capacità di crescere a macchia d’olio in presenza di fertilizzanti provenienti dal terreno fosse vista come “produttività” piuttosto che un profondo fastidio. Ma non è vero.

In altre parole, tendiamo a definire la “produttività” in termini di ciò che è buono per noi come specie, e le alghe tendono a non esserlo.

La fotosintesi è alla base di tutta la vita sul nostro pianeta. Questo processo, che avviene nelle piante terrestri, nelle alghe e in molti tipi di batteri, determina l'esistenza di quasi tutte le forme di vita sulla Terra, convertendo i flussi di luce solare nell'energia dei legami chimici, che viene poi trasmessa passo dopo passo alla sommità di numerosi catene alimentari.

Molto probabilmente, lo stesso processo un tempo segnò l'inizio di un forte aumento della pressione parziale dell'ossigeno nell'atmosfera terrestre e una diminuzione della proporzione di anidride carbonica, che alla fine portò alla fioritura di numerosi organismi complessi. E fino ad ora, secondo molti scienziati, solo la fotosintesi è in grado di contenere il rapido assalto di CO 2 emesso nell'aria a seguito della combustione quotidiana di milioni di tonnellate di vari tipi di idrocarburi da parte dell'uomo.

Una nuova scoperta di scienziati americani ci costringe a dare uno sguardo nuovo al processo fotosintetico

Durante la fotosintesi “normale”, questo gas vitale viene prodotto come “sottoprodotto”. In modalità normale, sono necessarie “fabbriche” fotosintetiche per legare la CO 2 e produrre carboidrati, che successivamente agiscono come fonte di energia in molti processi intracellulari. L'energia luminosa in queste “fabbriche” viene utilizzata per decomporre le molecole d'acqua, durante le quali vengono rilasciati gli elettroni necessari per fissare l'anidride carbonica e i carboidrati. Durante questa decomposizione viene rilasciato anche ossigeno O 2.

Nel processo appena scoperto, solo una piccola parte degli elettroni rilasciati durante la decomposizione dell'acqua viene utilizzata per assimilare l'anidride carbonica. La parte del leone nel processo inverso va alla formazione di molecole d'acqua dall'ossigeno “appena rilasciato”. In questo caso, l'energia convertita durante il processo fotosintetico appena scoperto non viene immagazzinata sotto forma di carboidrati, ma viene fornita direttamente ai consumatori di energia vitale intracellulare. Tuttavia, il meccanismo dettagliato di questo processo rimane ancora un mistero.

Dall'esterno può sembrare che una tale modifica del processo fotosintetico sia una perdita di tempo ed energia da parte del Sole. È difficile credere che nella natura vivente, dove nel corso di miliardi di anni di tentativi ed errori evolutivi ogni piccolo dettaglio si è rivelato estremamente efficiente, possa esistere un processo con un’efficienza così bassa.

Tuttavia, questa opzione consente di proteggere il complesso e fragile apparato fotosintetico dall'eccessiva esposizione alla luce solare.

Il fatto è che il processo fotosintetico nei batteri non può essere semplicemente interrotto in assenza degli ingredienti necessari nell'ambiente. Finché i microrganismi sono esposti alla radiazione solare, sono costretti a convertire l’energia luminosa in energia dei legami chimici. In assenza dei componenti necessari, la fotosintesi può portare alla formazione di radicali liberi distruttivi per l'intera cellula, e quindi i cianobatteri semplicemente non possono fare a meno di un'opzione di backup per convertire l'energia fotonica dall'acqua all'acqua.

Questo effetto di un ridotto livello di conversione della CO 2 in carboidrati e di un ridotto rilascio di ossigeno molecolare è già stato osservato in una serie di studi recenti nelle condizioni naturali degli oceani Atlantico e Pacifico. Come si è scoperto, in quasi la metà delle loro acque si osservano bassi livelli di nutrienti e ioni ferro. Quindi,

Circa la metà dell'energia solare che raggiunge gli abitanti di queste acque viene convertita aggirando il consueto meccanismo di assorbimento dell'anidride carbonica e rilascio di ossigeno.

Ciò significa che il contributo degli autotrofi marini al processo di assorbimento della CO 2 era precedentemente significativamente sovrastimato.

Come uno degli specialisti del Dipartimento di Ecologia Globale della Carnegie Institution, Joe Bury, la nuova scoperta cambierà in modo significativo la nostra comprensione dei processi di elaborazione dell'energia solare nelle cellule dei microrganismi marini. Secondo lui, gli scienziati devono ancora scoprire il meccanismo del nuovo processo, ma già la sua esistenza ci costringerà a dare uno sguardo diverso alle stime moderne della scala di assorbimento fotosintetico della CO 2 nelle acque del mondo.