Nhà cung cấp hình ảnh: Cohen et al. (2022)/Larsson và cộng sự. 2022/Tiến sĩ. Michaela E. Larsson.

Các nhà khoa học tại UTS đã phát hiện ra một loài mới có khả năng cô lập carbon một cách tự nhiên, ngay cả khi đại dương ấm lên và trở nên có tính axit hơn.

Loại vi khuẩn này có rất nhiều trên khắp thế giới, quang hợp và giải phóng một chất ngoại bào giàu carbon để thu hút và làm bất động các vi khuẩn khác. Sau đó, nó ăn một số con mồi bị mắc kẹt trước khi từ bỏ “chất nhầy” ngoại bào của mình. Sau khi bẫy các vi khuẩn khác, exopolymer trở nên nặng hơn và chìm xuống, tạo thành một phần của máy bơm carbon sinh học tự nhiên của đại dương.

Nhà sinh vật học biển, Tiến sĩ Michaela Larsson đã dẫn đầu cuộc nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Nature Communications và cho biết đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh hành vi này.

Các vi khuẩn biển chi phối hóa sinh địa hóa đại dương thông qua một loạt các quá trình bao gồm xuất khẩu theo chiều dọc và cô lập carbon, cuối cùng điều chỉnh khí hậu toàn cầu.

Tiến sĩ Larsson nói rằng mặc dù sự đóng góp của thực vật phù du vào máy bơm carbon đã được xác định rõ ràng nhưng vai trò của các vi khuẩn khác vẫn chưa được hiểu rõ và hiếm khi được định lượng. Cô cho biết điều này đặc biệt đúng đối với các sinh vật nguyên sinh hỗn hợp, chúng có thể vừa quang hợp vừa tiêu thụ các sinh vật khác.

“Hầu hết các loài thực vật trên cạn sử dụng chất dinh dưỡng từ đất để phát triển, nhưng một số loài, như cây bắt ruồi Venus, thu được thêm chất dinh dưỡng bằng cách bắt và tiêu thụ côn trùng. Tương tự như vậy, các vi sinh vật biển quang hợp, được gọi là thực vật phù du, sử dụng các chất dinh dưỡng hòa tan trong nước biển xung quanh để phát triển”, Tiến sĩ Larsson nói.

“Tuy nhiên, sinh vật nghiên cứu của chúng tôi, Prorocentrum cf. balticum, là một sinh vật hỗn hợp nên nó cũng có thể ăn các vi khuẩn khác để có được lượng chất dinh dưỡng tập trung, chẳng hạn như uống vitamin tổng hợp . Có khả năng thu nhận chất dinh dưỡng theo nhiều cách khác nhau, nghĩa là loài vi khuẩn này có thể chiếm giữ những phần đại dương không có chất dinh dưỡng hòa tan và do đó không phù hợp với hầu hết thực vật phù du.”

Giáo sư Martina Doblin, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết những phát hiện này có ý nghĩa toàn cầu đối với cách chúng ta nhìn nhận sự cân bằng carbon dioxide trong khí quyển của đại dương.

Các nhà nghiên cứu ước tính rằng loài này, được phân lập từ vùng biển ngoài khơi Sydney, có khả năng hấp thụ 0,02-0,15 tỷ tấn carbon mỗi năm. Báo cáo của Viện Khoa học, Kỹ thuật và Y học Quốc gia năm 2018 cho thấy rằng để đáp ứng các mục tiêu về khí hậu, các chiến lược và công nghệ loại bỏ CO2 sẽ cần loại bỏ khoảng 10 tỷ tấn CO2 khỏi khí quyển mỗi năm cho đến năm 2050.<

“Đây là một loài hoàn toàn mới, chưa từng được mô tả chi tiết đến thế. Ý nghĩa là có khả năng có nhiều carbon chìm trong đại dương hơn chúng ta nghĩ hiện nay và có lẽ đại dương có tiềm năng lớn hơn trong việc thu giữ nhiều carbon một cách tự nhiên thông qua quá trình này, ở những nơi không được cho là địa điểm hấp thụ carbon tiềm năng, Giáo sư Doblin nói.

Cô cho biết một câu hỏi thú vị là liệu quá trình này có thể là một phần của giải pháp dựa vào thiên nhiên nhằm tăng cường khả năng thu giữ carbon trong đại dương hay không.

 “Việc sản xuất tự nhiên của Các polyme giàu carbon ngoại bào do vi khuẩn đại dương tạo ra trong điều kiện thiếu chất dinh dưỡng mà chúng ta sẽ thấy khi trái đất nóng lên cho thấy những vi khuẩn này có thể giúp duy trì máy bơm carbon sinh học trong đại dương trong tương lai.”<

“Bước tiếp theo trước khi đánh giá tính khả thi của canh tác quy mô lớn là đánh giá tỷ lệ các exopolyme giàu carbon có khả năng chống lại sự phân hủy của vi khuẩn và xác định tốc độ chìm của các chất nhầy bị loại bỏ.<

“Đây có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi trong cách chúng ta nghĩ về carbon và cách nó di chuyển trong môi trường biển.”

Bài báo, Các chất nhầy được tạo ra bởi sinh vật đơn bào dưỡng hỗn hợp tác động đến chu trình cacbon của đại dương, được xuất bản trên tạp chí Nature Communications. Nghiên cứu đã nhận được tài trợ thông qua khoản tài trợ của ARC Discovery.

Trích từ UTS News ngày 17 tháng 3 năm 2022

UTS được xếp hạng thứ 8 trên thế giới và số 1 tại Úc trong Bảng xếp hạng Đại học Trẻ của Times Higher Education năm 2022 .

Tìm hiểu thêm về UTS