Karriär

Cyanobakterier kan "kortsluta" processen för fotosyntes. Cyanobakterier kan "kortsluta" processen för fotosyntes Näringskedjor och pyramider

Världens hav täcker mer än 70 % av jordens yta. Den innehåller cirka 1,35 miljarder kubikkilometer vatten, vilket är cirka 97 % av allt vatten på planeten. Havet stöder allt liv på planeten och gör det också blått när det ses från rymden. Jorden är den enda planeten i vårt solsystem som vi vet innehåller flytande vatten.

Även om havet är en sammanhängande vattenkropp, har oceanografer delat in det i fyra huvudregioner: Stilla havet, Atlanten, Indiska och Arktis. Atlanten, Indiska och Stilla havet kombineras för att skapa isiga vatten runt Antarktis. Vissa experter identifierar detta område som det femte havet, oftast kallat södra havet.

För att förstå havets liv måste du först känna till dess definition. Frasen "liv i havet" täcker alla organismer som lever i saltvatten, vilket inkluderar en mängd olika växter, djur och mikroorganismer som bakterier och.

Det finns ett stort utbud av marina arter som sträcker sig från små encelliga organismer till jätteblåvalar. När forskare upptäcker nya arter, lär sig mer om den genetiska sammansättningen av organismer och studerar fossila exemplar, bestämmer de hur de ska gruppera havsflora och fauna. Följande är en lista över huvudtyperna eller taxonomiska grupperna av levande organismer i haven:

(Annelida);
(Arthropoda);
(Chordata);
(Cnidaria);
Ctenophores ( Ctenophora);
(Echinodermata);
(Mollusca)
(Porifera).

Det finns också flera typer av marina växter. De vanligaste inkluderar Chlorophyta, eller grönalger, och Rhodophyta, eller röda alger.

Anpassningar av marint liv

Från ett landdjurs perspektiv som oss kan havet vara en hård miljö. Det marina livet är dock anpassat till livet i havet. Egenskaper som hjälper organismer att frodas i marina miljöer inkluderar förmågan att reglera saltintag, organ för att få syre (som fiskgälar), motstå ökat vattentryck och anpassning till svagt ljus. Djur och växter som lever i tidvattenzonen hanterar extrema temperaturer, solljus, vind och vågor.

Det finns hundratusentals arter av marint liv, från små djurplankton till jättevalar. Klassificeringen av marina organismer är mycket varierande. Var och en är anpassad till sin specifika livsmiljö. Alla oceaniska organismer tvingas interagera med flera faktorer som inte utgör problem för livet på land:

Reglering av saltintag;
Erhålla syre;
Anpassning till vattentryck;
Vågor och förändringar i vattentemperaturen;
Får tillräckligt med ljus.

Nedan tittar vi på några av de sätt som marint liv kan överleva i denna miljö, som skiljer sig mycket från vår egen.

Saltreglering

Fisk kan dricka saltvatten och utsöndra överflödigt salt genom sina gälar. Sjöfåglar dricker också havsvatten, och överflödigt salt avlägsnas genom "saltkörtlar" in i näshålan och skakas sedan ut av fågeln. Valar dricker inte saltvatten, utan får den nödvändiga fukten från sina kroppar, som de livnär sig på.

Syre

Fiskar och andra organismer som lever under vattnet kan få syre från vattnet antingen genom sina gälar eller genom sin hud.

Marina däggdjur måste komma till ytan för att andas, så valar har andningshål på toppen av huvudet, vilket gör att de kan andas in luft från atmosfären samtidigt som de håller större delen av kroppen under vatten.

Valar kan förbli under vattnet utan att andas i en timme eller mer eftersom de använder sina lungor mycket effektivt, fyller upp till 90 % av sin lungkapacitet med varje andetag, och lagrar även ovanligt stora mängder syre i blodet och musklerna när de dyker.

Temperatur

Många havsdjur är kallblodiga (ektotermiska), och deras inre kroppstemperatur är densamma som deras miljö. Undantaget är varmblodiga (endotermiska) marina däggdjur, som måste hålla en konstant kroppstemperatur oavsett vattentemperatur. De har ett subkutant isolerande lager som består av fett och bindväv. Detta lager av subkutant fett gör att de kan bibehålla sin kärnkroppstemperatur på ungefär samma nivå som deras landbaserade släktingar, även i det kalla havet. Grönlandsvalens isolerande lager kan vara mer än 50 cm tjockt.

Vattentryck

I haven ökar vattentrycket med 15 pund per kvadrattum var 10:e meter. Medan vissa havsdjur sällan ändrar vattendjup, reser långtsimmande djur som valar, havssköldpaddor och sälar från grunda vatten till större djup på några dagar. Hur klarar de pressen?

Man tror att kaskeloten kan dyka mer än 2,5 km under havsytan. En anpassning är att lungorna och bröstkorgen krymper vid dykning till stora djup.

Den läderbakade havssköldpaddan kan dyka till mer än 900 meter. Fällbara lungor och ett flexibelt skal hjälper dem att stå emot högt vattentryck.

Vind och vågor

Tidvattendjur behöver inte anpassa sig till högt vattentryck utan måste tåla stark vind och vågtryck. Många ryggradslösa djur och växter i denna region har förmågan att hålla fast vid stenar eller andra substrat och har även hårda skyddande skal.

Även om stora pelagiska arter som valar och hajar inte påverkas av stormar, kan deras byte förskjutas. Till exempel jagar valar copepoder, som kan vara utspridda över olika avlägsna områden under starka vindar och vågor.

Solljus

Organismer som kräver ljus, som tropiska korallrev och deras tillhörande alger, finns i grunda, klara vatten som lätt överför solljus.

Eftersom undervattenssikten och ljusnivåerna kan förändras, förlitar sig inte valar på synen för att hitta mat. Istället hittar de byten med hjälp av ekolokalisering och hörsel.

I djupet av havets avgrund har vissa fiskar tappat sina ögon eller pigmentering eftersom de helt enkelt inte behövs. Andra organismer är självlysande och använder ljusproducerande organ eller sina egna ljusproducerande organ för att locka till sig byten.

Livsfördelning i hav och oceaner

Från kustlinjen till den djupaste havsbotten vimlar havet av liv. Hundratusentals marina arter sträcker sig från mikroskopiska alger till blåvalen som någonsin har levt på jorden.

Havet har fem huvudzoner av livet, var och en med unika anpassningar av organismer till sin speciella marina miljö.

Eufotisk zon

Den eufotiska zonen är det solbelysta översta lagret av havet, upp till cirka 200 meter djupt. Den eufotiska zonen är också känd som den fotografiska zonen och kan finnas i både sjöar med hav och hav.

Solljus i den fotografiska zonen gör att fotosyntesprocessen kan ske. är den process genom vilken vissa organismer omvandlar solenergi och koldioxid från atmosfären till näringsämnen (proteiner, fetter, kolhydrater, etc.) och syre. I havet utförs fotosyntesen av växter och alger. Tång liknar landväxter: de har rötter, stjälkar och blad.

Vytoplankton, mikroskopiska organismer som inkluderar växter, alger och bakterier, lever också i den eufotiska zonen. Miljarder mikroorganismer bildar enorma gröna eller blå fläckar i havet, som är grunden för hav och hav. Genom fotosyntesen är växtplankton ansvarig för att producera nästan hälften av det syre som släpps ut i jordens atmosfär. Små djur som krill (en typ av räkor), fiskar och mikroorganismer som kallas djurplankton livnär sig alla på växtplankton. Dessa djur äts i sin tur av valar, stora fiskar, sjöfåglar och människor.

Mesopelagisk zon

Nästa zon, som sträcker sig till ett djup av cirka 1000 meter, kallas den mesopelagiska zonen. Denna zon är också känd som skymningszonen eftersom ljuset inom den är väldigt svagt. Bristen på solljus gör att det praktiskt taget inte finns några växter i den mesopelagiska zonen, men stora fiskar och valar dyker där för att jaga. Fiskarna i detta område är små och lysande.

Bathypelagisk zon

Ibland dyker djur från den mesopelagiska zonen (som kaskelot och bläckfisk) in i den bathypelagiska zonen, som når djup på cirka 4000 meter. Den bathypelagiska zonen är också känd som midnattszonen eftersom ljuset inte når den.

Djur som lever i den bathypelagiska zonen är små, men de har ofta enorma munnar, vassa tänder och expanderande magar som gör att de kan äta all mat som faller in i munnen. Mycket av denna mat kommer från resterna av växter och djur som kommer från de övre pelagiska zonerna. Många bathypelagiska djur har inga ögon eftersom de inte behövs i mörker. Eftersom trycket är så högt är det svårt att hitta näringsämnen. Fiskar i den bathypelagiska zonen rör sig långsamt och har starka gälar för att utvinna syre ur vattnet.

Abyssopelagisk zon

Vattnet på botten av havet, i den abyssopelagiska zonen, är mycket salt och kallt (2 grader Celsius eller 35 grader Fahrenheit). På djup upp till 6 000 meter är trycket mycket starkt - 11 000 pund per kvadrattum. Detta gör livet omöjligt för de flesta djur. Faunan i denna zon har, för att klara ekosystemets svåra förhållanden, utvecklat bisarra adaptiva egenskaper.

Många djur i denna zon, inklusive bläckfisk och fiskar, är självlysande, vilket innebär att de producerar ljus genom kemiska reaktioner i sina kroppar. Till exempel har marulken ett ljust bihang placerat framför sin enorma, tandiga mun. När ljuset lockar små fiskar knäpper marulken helt enkelt med käkarna för att äta sitt byte.

Ultra Abyssal

Den djupaste zonen i havet, som finns i förkastningar och kanjoner, kallas ultra-abyssal. Få organismer lever här, till exempel isopoder, en typ av kräftdjur besläktad med krabbor och räkor.

Såsom svampar och sjögurkor trivs i de abyssopelagiska och ultra-abyssal zonerna. Liksom många sjöstjärnor och maneter är dessa djur nästan helt beroende av resterna av döda växter och djur som kallas marin detritus.

Men alla bottenbor är inte beroende av marina skräp. 1977 upptäckte oceanografer en gemenskap av varelser på havsbotten som livnär sig på bakterier runt öppningar som kallas hydrotermiska ventiler. Dessa ventiler släpper ut varmt vatten berikat med mineraler från jordens djup. Mineralerna föder unika bakterier, som i sin tur matar djur som krabbor, musslor och rörmaskar.

Hot mot det marina livet

Trots relativt liten förståelse för havet och dess invånare har mänsklig aktivitet orsakat enorm skada på detta ömtåliga ekosystem. Vi ser hela tiden på tv och i tidningar att ännu en marin art har blivit hotad. Problemet kan verka deprimerande, men det finns hopp och många saker var och en av oss kan göra för att rädda havet.

Hoten som presenteras nedan är inte i någon speciell ordning, eftersom de är mer påträngande i vissa regioner än andra, och vissa havsvarelser står inför flera hot:

Havsförsurning– Om du någonsin har ägt ett akvarium vet du att vattnets korrekta pH är en viktig del för att hålla din fisk frisk.
Klimatförändringar– vi hör hela tiden om global uppvärmning, och av goda skäl – det påverkar både marint och landliv negativt.
Överfiske är ett globalt problem som har utarmat många viktiga kommersiella fiskarter.
Tjuvjakt och illegal handel- Trots lagar som antagits för att skydda det marina livet, fortsätter illegalt fiske att frodas till denna dag.
Nät – Marina arter från små ryggradslösa djur till stora valar kan trassla in sig och dödas i övergivna fiskenät.
Skräp och föroreningar– olika djur kan trassla in sig i skräp, såväl som i nät, och oljeutsläpp orsakar enorma skador på det mesta marint liv.
Habitatförlust– I takt med att världens befolkning växer ökar mänskligt tryck på kustlinjer, våtmarker, kelpskogar, mangroveskogar, stränder, klippstränder och korallrev, som är hem för tusentals arter.
Invasiva arter - arter som introduceras i ett nytt ekosystem kan orsaka allvarlig skada på sina inhemska invånare, eftersom de på grund av bristen på naturliga rovdjur kan uppleva en populationsexplosion.
Sjögående fartyg - fartyg kan orsaka dödliga skador på stora marina däggdjur, och även skapa mycket buller, bära invasiva arter, förstöra korallrev med ankare och leda till utsläpp av kemikalier i havet och atmosfären.
Havets buller - det finns mycket naturligt buller i havet som är en integrerad del av detta ekosystem, men artificiellt buller kan störa livsrytmen för många marina invånare.

Hav och hav upptar 71 % (mer än 360 miljoner km2) av jordens yta. De innehåller cirka 1370 miljoner km3 vatten. Fem enorma hav - Stilla havet, Atlanten, Indiska, Arktis och södra - är förbundna med varandra genom det öppna havet. I vissa delar av de arktiska och södra oceanerna har en permanent frusen kontinentalsockel bildats som sträcker sig från kusten (hyllis). I lite varmare områden fryser havet endast på vintern och bildar packis (stora flytande isfält upp till 2 m tjocka). Vissa marina djur använder vinden för att resa över havet. Physalia ("portugisisk krigsman") har en gasfylld blåsa som hjälper till att fånga vinden. Yantina släpper ut luftbubblor som fungerar som hennes flytflotte.

Det genomsnittliga vattendjupet i haven är 4000 m, men i vissa havssänkor kan det nå 11 tusen m Under påverkan av vind, vågor, tidvatten och strömmar är havsvatten i konstant rörelse. Vågor som höjs av vinden påverkar inte djupa vattenmassor. Detta görs av tidvattnet, som flyttar vatten med intervaller som motsvarar månens faser. Strömmar leder vatten mellan haven. Ytströmmar, som rör sig, roterar långsamt medurs på norra halvklotet och moturs på södra halvklotet.

Havsbotten:

Det mesta av havsbotten är platt, men på vissa ställen reser sig berg tusentals meter över den. Ibland stiger de över vattenytan i form av öar. Många av dessa öar är aktiva eller utdöda vulkaner. Bergskedjor sträcker sig över den centrala delen av botten av ett antal hav. De växer ständigt på grund av utströmningen av vulkanisk lava. Varje nytt flöde som bär sten till ytan av undervattensryggar bildar havsbottens topografi.

Havsbotten är mestadels täckt med sand eller silt - de förs av floder. På vissa ställen finns varma källor, från vilka svavel och andra mineraler avsätts. Resterna av mikroskopiska växter och djur sjunker från havets yta till botten och bildar ett lager av små partiklar (organiskt sediment). Under tryck från överliggande vatten och nya sedimentlager förvandlas det lösa sedimentet långsamt till berg.

Oceaniska zoner:

På djupet kan havet delas in i tre zoner. I det soliga ytvattnet ovanför - den så kallade fotosyntetiska zonen - simmar de flesta havsfiskar, liksom plankton (en gemenskap av miljarder mikroskopiska varelser som lever i vattenpelaren). Under fotosynteszonen ligger den svagt upplysta skymningszonen och mörkerzonens djupa, kalla vatten. Färre livsformer finns i de lägre zonerna - där lever främst köttätande (rovfiskar).

I det mesta av havsvattnet är temperaturen ungefär densamma - cirka 4 °C. När en person dyker djupare ökar vattentrycket på honom från ovan hela tiden, vilket gör det svårt att röra sig snabbt. På större djup sjunker dessutom temperaturen till 2 °C. Ljuset blir mindre och mindre tills slutligen, på 1000 m djup, råder totalt mörker.

Livet på ytan:

Växt- och djurplankton i den fotosyntetiska zonen ger mat åt små djur, såsom kräftdjur, räkor, samt unga sjöstjärnor, krabbor och annat marint liv. Bort från de skyddade kustvattnen är djurlivet mindre varierat, men det finns många fiskar och stora däggdjur som valar, delfiner och tumlare. Några av dem (baleenvalar, jättehajar) livnär sig genom att filtrera vattnet och svälja planktonet som finns i det. Andra (vithajar, barracudor) jagar andra fiskar.

Livet i havets djup:

I det kalla, mörka vattnet på havsdjupet kan jaktdjur upptäcka silhuetterna av sina offer i det svagaste ljuset, som knappt tränger igenom ovanifrån. Här har många fiskar silverfärgade fjäll på sina sidor: de reflekterar allt ljus och kamouflerar formen på sina ägare. Vissa fiskar, platt på sidorna, har en mycket smal siluett, knappt märkbar. Många fiskar har enorma munnar och kan äta byten som är större än dem. Med sina stora munnar simmar tjut och tjuvfiskar och greppar vad de kan längs vägen.

Principen för syre- och radiokolmetoden för bestämning av primärproduktion (fotosynteshastighet). Uppgifter för att fastställa förstörelse, brutto- och nettoprimärproduktion.

Vilka obligatoriska villkor måste finnas på planeten jorden för att ozonskiktet ska bildas. Vilka UV-områden blockerar ozonskärmen?

Vilka former av ekologiska samband påverkar arter negativt.

Amensalism - en befolkning påverkar en annan negativt, men själv upplever varken negativ eller positiv påverkan. Ett typiskt exempel är höga trädkronor som hämmar tillväxten av lågväxande växter och mossor genom att delvis blockera tillgången till solljus.

Allelopati är en form av antibios där organismer har en ömsesidigt skadlig effekt på varandra, på grund av deras vitala faktorer (till exempel utsöndring av ämnen). Finns främst i växter, mossor och svampar. Dessutom är den skadliga påverkan av en organism på en annan inte nödvändig för dess liv och ger den ingen fördel.

Konkurrens är en form av antibios där två arter av organismer är biologiska fiender till sin natur (vanligtvis på grund av en gemensam matförsörjning eller begränsade möjligheter till reproduktion). Till exempel mellan rovdjur av samma art och samma population eller olika arter som livnär sig på samma föda och lever i samma territorium. I det här fallet gynnar skada som orsakas en organism en annan, och vice versa.

Ozon bildas när ultraviolett strålning från solen bombarderar syremolekyler (O2 -> O3).

Bildandet av ozon från vanligt diatomiskt syre kräver ganska mycket energi - nästan 150 kJ för varje mol.

Det är känt att huvuddelen av naturligt ozon är koncentrerat i stratosfären på en höjd av 15 till 50 km över jordens yta.

Fotolys av molekylärt syre sker i stratosfären under påverkan av ultraviolett strålning med en våglängd på 175-200 nm och upp till 242 nm.

Ozonbildningsreaktioner:

О2 + hν → 2О.

O2 + O → O3.

Radiokolmodifiering kommer ner på följande. Kolisotopen 14C tillsätts till vattenprovet i form av natriumkarbonat eller natriumbikarbonat med känd radioaktivitet. Efter viss exponering av flaskorna filtreras vattnet från dem genom ett membranfilter och planktoncellernas radioaktivitet bestäms på filtret.

Syremetoden för att bestämma primärproduktionen av reservoarer (kolvmetoden) är baserad på att bestämma intensiteten av fotosyntesen av planktonalger i flaskor installerade i en reservoar på olika djup, såväl som under naturliga förhållanden - genom skillnaden i innehållet av syre löst i vatten i slutet av dagen och i slutet av natten.

Uppgifter för att fastställa förstörelse, brutto och netto primärproduktion.??????

Den eufotiska zonen är det övre lagret av havet, vars belysning är tillräcklig för att fotosyntesprocessen ska inträffa. Den nedre gränsen för den fotografiska zonen passerar på ett djup som når 1% av ljuset från ytan. Det är i den fotografiska zonen som växtplankton lever, liksom radiolarier, växter växer och de flesta vattenlevande djur lever. Ju närmare jordens poler, desto mindre är den fotografiska zonen. Således, vid ekvatorn, där solens strålar faller nästan vertikalt, är zonens djup upp till 250 m, medan det i Bely inte överstiger 25 m.

Effektiviteten av fotosyntes beror på många inre och yttre förhållanden. För enskilda löv placerade under speciella förhållanden kan effektiviteten av fotosyntesen nå 20%. De primära syntetiska processerna som sker i bladet, eller snarare i kloroplasterna, och den slutliga skörden är dock åtskilda av en rad fysiologiska processer där en betydande del av den ackumulerade energin går förlorad. Dessutom begränsas effektiviteten av ljusenergiabsorptionen ständigt av de redan nämnda miljöfaktorerna. På grund av dessa begränsningar, även i de mest avancerade sorterna av jordbruksväxter under optimala tillväxtförhållanden, överstiger inte fotosyntesens effektivitet 6-7%.

Charles

Varför har haven "låg produktivitet" när det gäller fotosyntes?

80 % av världens fotosyntes sker i havet. Trots detta har haven också låg produktivitet – de täcker 75 % av jordens yta, men av de årliga 170 miljarder ton torrvikt som registreras genom fotosyntes ger de bara 55 miljarder ton. Är inte dessa två fakta som jag stött på separat motsägelsefulla? Om haven fixar 80% av det totala C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;"> C O X C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;"> C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;"> 2 C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;"> C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">C C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">O C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">X C O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">2 fixeras genom fotosyntes på jorden och frigör 80% av det totala O X 2 " role="presentation" style="position: relative;"> O X O X 2 " role="presentation" style="position: relative;"> O X 2 " role="presentation" style="position: relative;"> 2 O X 2 " role="presentation" style="position: relative;"> O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">O O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">X O X 2 " role="presentation" style="position: relative;">2 Utsläppta genom fotosyntes på jorden måste de också ha stått för 80 % av torrvikten. Finns det något sätt att förena dessa fakta? I alla fall, om 80% av fotosyntesen sker i haven, verkar det knappast låg produktivitet - varför sägs då haven ha låg primärproduktivitet (det finns också många skäl för detta - att ljus inte är tillgängligt på alla djup i haven etc.)? Mer fotosyntes måste betyda mer produktivitet!

C_Z_

Det skulle vara till hjälp om du kunde peka ut var du hittade dessa två statistik (80 % av världens produktivitet kommer från havet, och haven producerar 55/170 miljoner ton torrvikt)

Svar

choklad

Först måste vi veta vilka som är de viktigaste kriterierna för fotosyntes; dessa är: ljus, CO 2, vatten, näringsämnen. docenti.unicam.it/tmp/2619.ppt För det andra bör produktiviteten du talar om kallas "primär produktivitet" och beräknas genom att dividera mängden kol som omvandlas per ytenhet (m2) med tiden. www2.unime.it/snchimambiente/PrPriFattMag.doc

Således, på grund av det faktum att haven täcker ett stort område av världen, kan marina mikroorganismer omvandla stora mängder oorganiskt kol till organiskt kol (principen för fotosyntes). Ett stort problem i haven är tillgången på näringsämnen; de tenderar att avsätta eller reagera med vatten eller andra kemikalier, även om marina fotosyntetiska organismer mestadels finns på ytan, där ljus naturligtvis finns. Detta minskar följaktligen potentialen för fotosyntetisk produktivitet i haven.

WYSIWYG♦

MTGradwell

Om haven fixerar 80 % av den totala CO2CO2 som fixeras genom fotosyntes på jorden, och släpper ut 80 % av den totala O2O2 som fixeras genom fotosyntes på jorden, måste de också stå för 80 % av den resulterande torrvikten.

För det första, vad menas med "O 2 släppt"? Betyder detta att "O 2 frigörs från haven till atmosfären, där det bidrar till överväxt"? Detta kan inte vara fallet eftersom mängden O2 i atmosfären är ganska konstant och det finns bevis för att den är betydligt lägre än under juratiden. I allmänhet bör globala O2-sänkor balansera O2-källor eller, om något, något överskrida dem, vilket gör att nuvarande atmosfäriska CO2-nivåer gradvis ökar på bekostnad av O2-nivåer.

Så med "frisläppt" menar vi "frisläppt genom fotosyntesprocessen i ögonblicket för dess verkan."

Haven fixerar 80% av den totala CO 2 som fixeras genom fotosyntes, ja, men de bryter också ner den i samma takt. För varje algcell som är fotosyntetisk finns det en som är död eller döende och som konsumeras av bakterier (som konsumerar O2), eller så förbrukar den själv syre för att upprätthålla sina metaboliska processer på natten. Nettomängden O 2 som släpps ut av haven är alltså nära noll.

Vi måste nu fråga oss vad vi menar med "prestation" i detta sammanhang. Om en CO2-molekyl blir fixerad på grund av algaktivitet, men sedan nästan omedelbart blir ofixerad igen, anses det som "produktivitet"? Men blinka så missar du det! Även om du inte blinkar är det osannolikt att det går att mäta. Torrvikten av alger i slutet av processen är densamma som i början. Därför, om vi definierar "produktivitet" som "ökning av algertorrmassa", så skulle produktiviteten vara noll.

För att algerfotosyntesen ska ha en hållbar effekt på globala CO 2 - eller O 2 -nivåer måste den fixerade CO 2 inkorporeras i något som är mindre snabbt än alger. Något som torsk eller kummel, som kan samlas in och placeras på bord som en bonus. "Produktivitet" syftar vanligtvis på havens förmåga att fylla på dessa saker efter skörd, och detta är verkligen liten jämfört med jordens förmåga att producera upprepade skördar.

Det skulle vara en annan historia om vi såg alger som potentiellt lämpliga för massskörd, så att dess förmåga att växa som en löpeld i närvaro av gödselavrinning från marken sågs som "produktivitet" snarare än en djup olägenhet. Men det är inte sant.

Med andra ord, vi tenderar att definiera "produktivitet" i termer av vad som är bra för oss som art, och alger tenderar att inte vara det.

Fotosyntes ligger till grund för allt liv på vår planet. Denna process, som förekommer i landväxter, alger och många typer av bakterier, bestämmer förekomsten av nästan alla former av liv på jorden, och omvandlar strömmar av solljus till energin av kemiska bindningar, som sedan överförs steg för steg till toppen av många livsmedelskedjor.

Troligtvis markerade samma process vid ett tillfälle början på en kraftig ökning av partialtrycket av syre i jordens atmosfär och en minskning av andelen koldioxid, vilket i slutändan ledde till att många komplexa organismer blomstrade. Och hittills, enligt många forskare, är det bara fotosyntes som kan innehålla den snabba anstormningen av CO 2 som släpps ut i luften till följd av människors dagliga förbränning av miljontals ton olika typer av kolvätebränslen.

En ny upptäckt av amerikanska forskare tvingar oss att ta en ny titt på fotosyntesprocessen

Under "normal" fotosyntes produceras denna livsviktiga gas som en "biprodukt". I normalt läge behövs fotosyntetiska "fabriker" för att binda CO 2 och producera kolhydrater, som sedan fungerar som en energikälla i många intracellulära processer. Ljusenergi i dessa "fabriker" används för att sönderdela vattenmolekyler, under vilka de elektroner som behövs för att fixera koldioxid och kolhydrater frigörs. Vid denna nedbrytning frigörs även syre O 2.

I den nyupptäckta processen används endast en liten del av de elektroner som frigörs vid nedbrytningen av vatten för att tillgodogöra sig koldioxid. Lejonparten av dem under den omvända processen går till bildandet av vattenmolekyler från "nysläppt" syre. I det här fallet lagras inte den energi som omvandlas under den nyupptäckta fotosyntesprocessen i form av kolhydrater, utan tillförs direkt till vitala intracellulära energikonsumenter. Den detaljerade mekanismen för denna process är dock fortfarande ett mysterium.

Från utsidan kan det tyckas att en sådan modifiering av fotosyntesprocessen är ett slöseri med tid och energi från solen. Det är svårt att tro att i den levande naturen, där under miljarder år av evolutionärt försök och misstag varje liten detalj har visat sig vara extremt effektiv, kan en process med så låg effektivitet existera.

Ändå låter det här alternativet dig skydda den komplexa och ömtåliga fotosyntesapparaten från överdriven exponering för solljus.

Faktum är att fotosyntesprocessen i bakterier inte helt enkelt kan stoppas i frånvaro av de nödvändiga ingredienserna i miljön. Så länge mikroorganismer utsätts för solstrålning, tvingas de omvandla ljusenergi till energin av kemiska bindningar. I avsaknad av de nödvändiga komponenterna kan fotosyntesen leda till bildandet av fria radikaler som är destruktiva för hela cellen, och därför kan cyanobakterier helt enkelt inte klara sig utan ett backupalternativ för att omvandla fotonenergi från vatten till vatten.

Denna effekt av en minskad nivå av omvandling av CO 2 till kolhydrater och en minskad frisättning av molekylärt syre har redan observerats i en serie nyare studier av de naturliga förhållandena i Atlanten och Stilla havet. Det visade sig att låga nivåer av näringsämnen och järnjoner observeras i nästan hälften av deras vattenområden. Därför,

Ungefär hälften av energin från solljus som når invånarna i dessa vatten omvandlas genom att kringgå den vanliga mekanismen att absorbera koldioxid och frigöra syre.

Detta innebär att bidraget från marina autotrofer till processen för CO 2 -absorption tidigare var betydligt överskattat.

Som en av specialisterna på institutionen för global ekologi vid Carnegie Institution, Joe Bury, kommer den nya upptäckten att avsevärt förändra vår förståelse av processerna för bearbetning av solenergi i cellerna hos marina mikroorganismer. Enligt honom har forskare ännu inte upptäckt mekanismen för den nya processen, men redan dess existens kommer att tvinga oss att ta en annan titt på moderna uppskattningar av omfattningen av fotosyntetisk absorption av CO 2 i världens vatten.