Zvětšit obrázek

Mikroskopická řasa Emiliania huxleyi. Na povrchu má charakteristické vápenité útvary - kokolity. V průměru mají cca. 2,5 mikrometru. Snímek byl pořízen  elektronovým mikroskopem. (Foto: Lennart Bach, GEOMAR)

Z řad klimatologů často zaznívá, jak škodlivý dopad bude mít nárůst oxidu uhličitého na oceány a jak zásadně se to projeví ve změně globálního klima. Problémy mají souviset s rozpouštěním oxidu uhličitého ve vodě a vznikem kyseliny uhličité. Nebezpečnost takové změny vychází z dřívějších pozorování týkajících se chování některých korálů, plžů a mlžů a jejich reakcí na změny pH vody. Výsledky nynějších pokusů ale svědčí o něčem jiném - ohromném potenciálu jednobuněčných řas se rychle přizpůsobovat měnícím se podmínkám, včetně kyselosti vody.

Zvětšit obrázek

GEOMAR - západní (vlevo) a východní část kampusu (Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung) Kiel, Německo

Podle Ulfa Riebesella z GEOMAR, člena výzkumného týmu Hemholtzova centra pro výzkum oceánu v Kielu, je z biogeochemického hlediska nejzajímavějším poznatkem zjištění, že si organismy jsou schopny upravit svůj metabolismus a vracet se ke své dřívější rychlosti kalcifikace i ve změněných podmínkách. Podle literárních pramenů věnujících se obsahu oxidu uhličitého ve vodě a hmotností kalcitových skořápek mikroorganismů tomu tak být nemělo a němečtí vědci od svých pokusů očekávali, že i jejich výsledky tyto tradované představy potvrdí. Místo toho zjistili, že titěrné organismy si pošramocenou kalcifikaci dokážou „opravit“ a že to zvládají během pouhých 500 generací.

Ke svým pokusům si němečtí vědci vybrali obyčejnou řasu Emiliania huxleyi, která byla pojmenována po Thomasu Henry Huxleyovi, jenž byl pro zanícenou obranu evoluční teorie přezdíván Darwinovým buldokem. Ten při zkoumání usazenin mořského dna pomocí klasického optického mikroskopu viděl v okuláru hojné drobné kulovité částečky. Nazval je "kokolity". Ale až elektronový mikroskop prozradil tajemství jejich podstaty i krásu drobné vápnité schránky.
Proč vědci pracovali s tak obyčejným organismem, který je jedním z asi pěti tisíc druhů fotosyntetizujících řas tvořících fytoplankton? Protože patří zřejmě k těm nejdůležitějším. Volně se vznáší v povrchové vrstvě vody a je v oceánech ekvivalentem suchozemských fotosyntetizujících rostlin. Stojí na samém začátku potravního řetězce. Je výrazným představitelem fytoplanktonu, jehož hmotnost je větší, než je hmotnost všech mořských živočichů dohromady. Emiliania huxleyi je  mocným hráčem v koloběhu uhlíku, protože ho váže při tvorbě schránky. V konečném důsledku tak atmosférický CO₂ pohřbívá na mořské dno ve formě kalcitových usazenin.

Zvětšit obrázek

Doverské bílé útesy jsou z velké části složeny právě z kokolitů, které kdysi dávno tvořily schránky řas. Němečtí vědci prokázali, že i když se antropogenní činností přičiníme o nárůst koncentrace CO2 v atmosféře, tvorba kalcitů a pohřbívání uhlíku na dno moří by tím dotčeny být neměly. (Kredit: Flickr, Wikipedia cc-by-sa-2.0)

I když Emiliania huxleyi má tělo tvořené jen jedinou buňkou, její povrchové destičky – kokolity - jí činí jedinečnou. Je to jeden z nejpozoruhodnějších biominerálů na zemi, vzniká uvnitř buňky a je tvořen krystaly, které rostou v protokokolitovém prstenci. I když je jejich struktura složitá, ve skutečnosti jsou jen jakousi obdobou našich kostí a lastur měkkýšů. Rozdíl je v tom, že kokolity rostou do tvaru připomínajícího kabel navinutý na centrální trubičku, která na obou koncích přechází ve dva štítky. Jejich zakřivení odpovídá zakřivení buněčné stěny. Štítky jednotlivých kokolitů do sebe zapadají, překrývají se a tím vzniká neobyčejně pevná struktura. O stavebních složkách krunýřů těchto organismů – kokolitech, se podrobně zmiňujeme proto, že v teoriích globálního oteplování je jim přisuzována významná úloha.

Zvětšit obrázek

Kultivační nádoby v nichž vědci mikroorganismům naordinovali rostoucí kyselost oceánu. (Foto: Kai Lohbeck, GEOMAR)

Řasy použité v pokusu byly vyloveny poblíž norského pobřeží. Jejich rok trvající týrání kyselým prostředím ukázalo, že mikrorganismy se na vysoký obsah CO2 jsou schopny přizpůsobit rychle. Získané adaptované populace již za pouhý rok rostly v uměle „acidifikovaném oceánu“ výrazně rychleji, než ty nepřizpůsobené z kontrolní skupiny. To ale znamená, že se organismus stojící na samém základě potravního řetězce chová jinak, než předpokládají modely vývoje klimatu vycházející z předpokladu, že okyselení oceánů bude mít za následek vymizení kokolitů z vodního sloupce. Obavy z jejich ztráty souvisí s jejich efektem miniaturních zrcadel odrážejících sluneční světlo zpět do vesmíru. Nejde o maličkost, jejich odlesk zaznamenávají i satelity obíhající kolem Země. Ztráta  kokolitů a tím odrazivosti oceánů se měla projevit masivním oteplováním s mnoha dalšími nedozírnými globálními dopady. Například v obrovském propadu ukládání kokolitů na mořské dno a v narušením koloběhu „uklízení uhlíku“. Tento propad měl zásadním způsobem umocnit vznik skleníkového efektu a roztáčet spirálu zhoršování klima naší planety. Skutečné chování mikroskopických řas v kyselém prostředí ale na ruku této představě nejde. Podle nových poznatků z vod Baltického moře by případným okyselováním neměla být podstatně ovlivněna dokonce ani další funkce těchto primitivních mikroorganismů - produkce páchnoucího plynu dimetylsulfidu. Ten ve vyšších vrstvách atmosféry, oxiduje na kyselinu sírovou a její kapičky jsou ideálními nukleačními jádry na nichž kondenzuje vodní pára. Nemělo by tedy dojít ani k věštěnému narušení tvorby mraků nad oceány s následkem sucha v řadě míst na Zemi. Úbytek mraků nad vodní hladinou měl také škodit snížením odrazu slunečního záření s dopadem na oteplovací trend. A jak už to někdy bývá, stačil jednoduchý pokus, který snad ani jednodušší už být nemohl (slaná okyselená voda a obyčejná mořská řasa) a v představách klimatologů je všechno jinak. Paradoxně ty nejtitěrnější vodní organismy o hmotnosti necelých dvou biliontin gramu poslaly spolu s co2 ke dnu i alarmistické scénáře, které s flexibilitu mořských řas podcenily. Modelování, které je jejich základem, tím pádem totiž stojí na vodě.

Emiliania huxleyi ve 3D: http://youtu.be/F64aYNn8bpw

Prameny:  Nature Geoscience , doi: 10.1038/NGEO1441
 Emiliania huxleyi Home Page