O armată invizibilă de trilioane de organisme microscopice rescrie, în tăcere, soarta climei planetei. Fiecare dintre ele descompune materia organică din oceane, eliberând sau captând carbon – un proces care decide cât din acest element rămâne în adâncuri și cât se întoarce în atmosferă.
Până acum, cercetătorii s-au lovit de un perete. Miile de specii care coexistă într-un singur colț de ocean formează o rețea atât de complexă încât a fost aproape imposibil de descifrat care microorganisme fac ce și cum. Fără această înțelegere, predicțiile climatice rămân incomplete.
Opt strategii metabolice fundamentale
O echipă condusă de profesorul Naomi Levine, de la USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, a găsit o cale de a sparge această enigmă.
Colaborând cu alte institute, oamenii de știință au analizat date genetice ale unor microbi marini colectați din toate colțurile lumii, apoi au construit modele computerizate care simulează cum se hrănește fiecare organism – cu zaharuri, aminoacizi sau acizi organici – și cum reacționează atunci când un nutrient devine rar.
Cheia a venit dintr-o metodă de învățare automată. În loc să se piardă în diversitatea amețitoare, algoritmul a grupat microorganismele în opt categorii metabolice fundamentale. Fiecare reprezintă o strategie de supraviețuire distinctă. Prima categorie: generaliștii cu creștere rapidă.
Aceștia pot consuma aproape orice – de la resturi vegetale la compuși simpli – și domină în apele de coastă sau în zonele unde râurile se varsă în mare, acolo unde hrana este abundentă. A doua: specialiștii cu creștere lentă.
Ei depind de o dietă strictă, foarte specifică, și populează mai ales oceanul deschis, unde resursele sunt limitate. Descoperirea dezvăluie un compromis fundamental: viteza vine la pachet cu flexibilitatea, iar specializarea cu răbdarea.
Această structură simplificată permite acum cercetătorilor să integreze activitatea microbiană în modelele climatice globale – ceva ce până de curând era aproape imposibil din cauza complexității inimaginabile a comunităților.
O hartă pentru viitorul climatic
Cu această nouă hartă metabolică, oamenii de știință pot estima mai exact cât carbon va reține oceanul în viitor și cum va reacționa la creșterea temperaturilor. „Dacă vrem să înțelegem clima, trebuie să înțelegem microbii”, spune Levine. „Ei sunt motoarele ciclului carbonului în ocean. ”
Rezultatele studiului, publicat în revista Science Advances, nu doar că rescriu manualul microbiologiei marine – ele oferă o unealtă practică pentru predicții climatice mai bune.
