はじめに
生物学的に堆積した石灰岩は、地球の地質学の特徴であり、正式に大気中のCO2として存在していたcの貯水池を提供しています。 多くの石灰岩は、炭酸カルシウム(Caco3)のコッコリスを合成する能力を特徴とする植物プランクトンの国際的で生態学的に重要なグループであるcoccolithophidsの活 コッコリスの生産は、世界の生物地球化学サイクルの主要な貢献者であり、コッコリソホリドを組み込んだ海洋粒子にバラストを提供することによ この重要性にもかかわらず、生物自体のコッコリス産生の機能は不明のままである; 提案はgrazersに対する保護、沈降率の調節および入射光の規則を含んでいた。 役割は種や環境に固有のものかもしれませんが、これらの機能のいずれかを支持する明確な証拠は欠けています。 ここでは、制御、または生物工学、coccolithophoridsが住んでpH環境における石灰化の役割のための証拠を提示します。 生物の進化のためのドライバーは、それらの生物に即時の関連性のある環境ですが(ここでは、pHのために、それは細胞にすぐに隣接する水であり、ブルーム; )、コッコリソホリド活動の累積的な結果は、惑星および地質学的スケールに大きな影響を与えてきた。
すべての生物は、通常、資源を除去し、廃棄物を放出することによって、その環境を変更します。 海洋生態系では、光合成植物プランクトンはCO2と栄養素を除去してその成長をサポートし、それによって炭酸塩化学を変化させ、海水pHを増加させる。 CO2ドローダウンに伴う塩基性化は、一次生産の高い速度で最も顕著である。 しかし、低細胞密度であっても、CO2取り込みは、より大きな植物プランクトン細胞およびより小さな細胞の凝集体の周りの微小環境におけるpHに影響 その結果、植物プランクトンは、成長に有利な内部pH範囲を維持する必要性に対して設定された生理学的プロセスに起因する外部pHの変化を許容しな
石灰化はコッコリソホリドで細胞内で起こり、成熟したコッコリスが分泌され、コッコリスが脱離する可能性のあるコッコスフェアを形成する。 コッコリス生産の重要な特徴は、Caco3の沈殿がH+生産をもたらすことである。 その結果、c-獲得における直接的な役割は、石灰化由来のH+C-固定のためのCO2への重炭酸塩の変換を容易にすることで、提案されている。 しかし,海水の操作によるcoccolithophoridemilianiahuxleyiにおける石灰化の調節は,光合成C固定または成長にほとんど影響を与えない。 石灰化はまた、C制限条件下でE.huxleyiのC濃縮機構として作用しない。 その結果,石灰化と光合成炭素取り込みが直接リンクする可能性は低いと思われる。 しかし、石灰化によるH+産生は、別の方法で細胞に利益をもたらす可能性がある。 光合成および呼吸は、それぞれ近位p hの増加または減少をもたらし、正味の光合成は、より高い細胞密度でバルク水の有害な塩基化をもたらす。 一意コッコリソホリドのために、石灰化由来のH+は、潜在的に粒子状無機炭素(PIC)と粒子状有機炭素(POC)合成との間の比の慎重な変調を通じて細胞の周り
私たちは、安定したpHでの成長がエミリアニアを含む植物プランクトンの成長に有益であるという実験的証拠を持っており、それらの実験での生 ここでは、石灰化がpHに及ぼす影響を考慮し、それらの結果(粒子状無機炭素と有機炭素の生成比、PIC:POCprod)を細胞比(PIC:POCcell)の文献データと比較するために、そのモデ 我々は、石灰化と光合成の間の適切な変調が一意に強化された一次産生中に個々の細胞の成長条件を最適化するために安定した近位pHを提供し、コッコリソホリドは、その環境を生物工学することができるそれを通してメカニズムを提供することを仮定します。
材料と方法
直径5μ mの石灰化植物プランクトンの成長のシミュレーションを行い、名目上は以下Emilianiaと呼ばれました。 このモデルは、変数の化学量論的(すなわち、C:N:P)を提供する。 : Chl)資源の利用可能性(CO2、硝酸塩、アンモニウム、リン酸塩、光)による制限を含む植物プランクトンの成長の説明。 デフォルトのシミュレーションに使用された最大比成長率は1d−1でした。 このモデルは,炭酸塩化学の変化と光合成(栄養同化を含む),呼吸,石灰化,大気-海面および混合層光帯と深層水との界面におけるガス交換を完全に考慮した物理化学環境の記述の中で実行された。 表面光は1000μ mol m−2s−1で12L:12Dサイクルで提供され、栄養素はデフォルトの16μ m硝酸塩(N)と1μ …







