Sargassomeren keijusto rikkoo luonnonlakeja

NINA MÄKI-KIHNIÄ, 7.2.2009

Sargassomeressä keijuu kasviplanktonia, joka rikkoo biokemian tunnettuja sääntöjä nikkaroimalla solukalvonsa täysin odottamattomista aineksista.

Sargassomeressä keijuu kasviplanktonia, joka rikkoo biokemian tunnettuja sääntöjä. Nyrkkisäännön mukaan kaikkien solujen "takkina" on solukalvo, joka rakentuu mm. fosfolipideiksi nimetyistä molekyyleistä. Fosfolipidit ovat fosforia sisältäviä rasvayhdisteitä.

Jos fosforista kuitenkin on pulaa, Sargassomeressä – ja ilmeisesti muissakin merissä – solukalvo voidaan nikkaroida ilman ensimmäistäkään fosfolipidiä.

Pulaa fosforista, jotain on keksittävä

Sargassomeri on Pohjois-Atlantilla Länsi-Intian saariston, Bermudan ja Azorien välissä. Siellä planktoneliöille on tarjolla vain niukalti fosforia ja typpeä.

Fosforia janoavien eliöiden solut absorboivat mereen liuenneen fosforin arvioiden mukaan viimeistään parissa tunnissa. Siis todella nopeasti, jos verrataan tilannetta Tyyneen valtamereen, jossa fosfori voi kulkeutua vuodenkin ennen planktonin evääksi päätymistä.

Silti valtameritutkijat ovat nähneet, että Sargassomeren kasviplanktonmassa voi hyvin ja paksusti. Etenkin pienet fotosynteettiset bakteerit kuten syanobakteerit menestyvät, vaikka fosfori on yhtä vähissä kuin vesi aavikolla. Miten se on mahdollista? Siten, että ne rakentavat kalvolipidimolekyyliä (SQDG), joka tarvitsee fosforin sijasta rikkiä.

- Syanobakteerit pystyvät rakentamaan solukalvon käytännössä ilman ravinteita, fosforia ja typpeä, kertoo Benjamin Van Mooy. Hän on merentutkimuslaitos WHOI:n (Woods Hole Oceanographic Institution) geokemisti. Tutkimustulokset on julkaistu Nature-lehdessä.

Eivätkä asialla ole vain syanobakteerit!

Van Mooyn tutkimusryhmälle selvisi pian, etteivät syanobakteerit ole ainoa planktonryhmä, joka kursii kasaan epätavallisia solukalvolipidejä. Kun tutkittiin Sargassomeren rakenteeltaan monimutkaisempia, aitotumallisia kasviplanktoneja, löytyi kokonainen luokka näitä korvaavia lipidejä, betaiinimolekyylejä.

Van Mooyn ryhmä on tiettävästi ensimmäinen, joka raportoi löytäneensä betaiinimolekyylejä merestä. Korvikelipidejä on aiemmin luultu laboratoriossa kasvatettujen kasviplanktonien oikuksi, mutta nähtävästi maailman merien fytoplanktonit käyttävät niitä yleisesti. Van Mooyn mukaan nämä korvikelipidit ovat merissä runsaimmin esiintyviä solukalvoihin kelpaavia molekyylejä, emme vain ole tienneet niiden olemassaolosta.

Solujen biokemian mekanismeihin täsmennystä

Rakenteeltaan betaiinimolekyylit muistuttavat aminohappoja, proteiinien rakennuspalikoita. Mutta toisin kuin syanobakteerien käyttämät SQDG-molekyylit, betaiinilipidit tarvitsevat rakennusaineekseen typpeä. Sinileviä monimutkaisemmat kasvilevät ovat siis onnistuneet kiertämään fosforitarpeen, mutta ilman typpeä ne eivät sentään pärjää.

Van Mooy uskoo, että havainto johtaa aivan perustavanlaiseen uuteen tietoon kasviplanktonien merielämästä. Jatkossa aiotaankin ratkoa näiden korvaavien kalvolipidien toimintaa.

- Näen tässä ikään kuin työkalun, jotain ihan olennaista. Saattaa olla, että löydämme taustalta upouuden periaatteen, Van Mooy toteaa ja veikkaa, että solujen biokemiaa kirjoitetaan pian pieneltä osin uudelleen.

Lähde: WHOI / Phytoplankton in the ocean use non-phosphorus lipids in response to phosphorus scarcity. Van Mooy et al. Nature 01 Feb 2009.

Kerro kaverille

Tiede

Tulosta