İklim tahminlerini iyileştirmek için canlı bakteriler kullanılıyor
Mikrobiyal deriler, bu mikropların geçmişte nasıl yaşadıklarına dair hikayeler anlatan fosiller olarak korunabilen lipitlerden – yağ moleküllerinden – yapılır. “Bazı mikrobiyal lipitler, geçmiş iklimleri yeniden oluşturmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Uzun süredir gizemle örtülüyorlar, çünkü onları hangi mikropların ve hangi koşullar altında yaptığını bilmiyorduk. Bu bilgi eksikliği, bu moleküllerin geçmiş çevresel koşulları yeniden yapılandırmak için öngörü gücünü sınırlıyor. Çalışması, bu lipitleri yapan bakterilerin yanı sıra yağlı derilerini çevresel değişikliklere uyum sağlamak için nasıl geliştirdiklerini gösteriyor.
İklim rekonstrüksiyonu
Hücre zarının moleküler yapı taşları olan lipidler, her bir mikrobiyal türe özgüdür. Utrecht Üniversitesi Yer Bilimleri Okulu’nda doçent ve NIOZ’da baş bilim adamı olan Laura Villanueva, “Tıpkı parmak izleri gibi çalışıyorlar ve mikrobiyal kalıntıları tanımlamak için kullanılabilirler” diyor. Antik mikrobiyal lipidler, eski tortullarda bulunabilir. Geçmişten gelen bu moleküller ayrıldıktan, tanımlandıktan ve şu anda yaşayan bakteri popülasyonlarıyla ilişkilendirildikten sonra, lipitler “biyobelirteçler” gibi davranabilir. Bu işaretler bize eski Dünya’nın hava durumu ve okyanus koşulları hakkında bilgi verebilir, çünkü mikropların yaşayan akrabalarından çevreleriyle nasıl etkileşime girdiklerini biliyoruz.
Bu molekülleri kim ve nasıl yaptı?
Uzun bir süre boyunca, gliserol dialkil gliserol tetraeterler (GDGT’ler) adı verilen bu spesifik yağları hangi bakterilerin ürettiği tam olarak net değildi. Bu tür yağlar genellikle iklim yeniden yapılanmasında kullanılır. Diana ve meslektaşları sonunda bu lipitleri oluşturan bakterileri keşfettiler. Bu bakterilerin nasıl yağ yaptıkları da böyledir. Sahorino, “Samanlıkta iğne aramak gibiydi” diyor. “Başından beri, bu soruyu kapsamlı bir yaklaşımla yanıtlamamız gerektiğini biliyorduk. Bu lipit moleküllerini yapan mikropları belirlemek için 1.850’den fazla proteini taramamız gerekiyordu.”
Araştırmacılar, hangi canlı bakterilerin bu lipit moleküllerini yaptığını öğrendikten sonra, bunları daha doğru iklim rekonstrüksiyonları gerçekleştirmek için kullanabilirler. Araştırmacılar, bu canlı bakterilerin deniz suyu veya çevredeki atmosfer ile etkileşimlerini ölçebilirler. Bu bilgi, lipit parçacığı ayrıntılarını (örneğin bolluk) çevre değerleriyle ilişkilendirmek için ‘proxy’lere’ yol açar. Bu, eski tortu örneklerine dayalı olarak geçmiş çevre ve iklim koşullarının yeniden yapılandırılmasında önemli bir adımdır.
yaşamın erken gelişimi
Çalışmamız, bu tür zar lipidini yapabilen birçok canlı bakteri türü olduğunu göstermektedir. Sahonero, “Ayrıca bu bakterilerin hepsinin oksijenin olmadığı ortamlarla sınırlı olduğunu bulduk” diyor. İlkel lipid benzeri bakteriler üzerinde yapılan bu çalışma, bu mikrop grubunun lipit zarlarını milyarlarca yıl önce nasıl geliştirdiğini gösteriyor. Yaşam tarihinin bu kısmı. Şimdiye kadar çoğunlukla bir gizemdi.
Sıradaki ne?
Sahonero ve çalışma arkadaşlarının çalışmaları devam ediyor. Villanueva, “Artık hangi bakterilerin moleküler yapı taşlarını oluşturduğunu biliyoruz ve bunu nasıl yaptıklarını anlıyoruz. Ardından, bu moleküllerin üretiminin su sıcaklığı veya pH gibi çevresel faktörlere nasıl bağlı olduğunu bulmamız gerekiyor” diyor. “Daha sonra, bu bakteriyel lipidlere dayanan ajan, (Paleo) iklim bilimcileri tarafından daha büyük bir güvenle kullanılabilir. Bu, onlara iklim değişikliğini daha ayrıntılı olarak yeniden yapılandırmak ve tahmin etmek için yeni olanaklar sağlar.”
Bilimsel Gelişmeler kategorisinde yayınlandı
Lipit bölünmesinin kodunun çözülmesi: bakterilerde zara yayılan lipidlerin ve eterin biyosentezi için anahtar enzimlerin tanımlanması
Diana X. Sahonero Canavesi, Melvin F. Siliacos, Alejandro Abdullah Asbon, Michel Koenen, FA Bastiaan von Meijenfeldt, Sjef Boeren, Nicole J. Bale, Julia C. Engelman, Kerstin Fiege, Lora Strack van Schijndel, Jaap S. Sinninghe Damsté ve Laura Villanueva.
16 Aralık 2022, 14:00 GDT
