Emiliania huxleyi

Emiliania huxleyi er en art av kalkflagellater som finnes i nesten alle økosystemer i havet. Den finnes  fra ekvator til sub-polare områder og fra næringsrike soner med omveltning til næringsfattige oligotrofe (oksygenfattige) farvann. Det er en av tusenvis av forskjellige fotosyntetiske plankton som er i fri drift i den eufotiske sonen av havet (der sollyset gir forhold for fotosyntese). Planktonet danner grunnlaget for nesten alle marine næringsvever. Studier av E. huxleyi gjøres spesielt på grunn av omfattende algeoppblomstringer som  kan forårsak at farvann blir næringsfattige etter omveltning i forbindelse med termoklinen om sommeren. Som andre kalkflagellater er E. huxleyi et encellet planteplankton dekket med spesielle plater av kalsitt, såkalte  kokkolitter. Det er rikelig med individuelle kokolitter i marine sedimenter. I tilfelle med E. huxleyi, er det ikke bare skallet, men også den myke delen av organismen som kan bli tatt opp i sedimenter. De produserer en gruppe av kjemiske forbindelser som er svært motstandsdyktig mot nedbrytning. Disse kjemiske forbindelsene er kjent som alkenoner, og finnes i marine sedimenter lenge etter at andre myke deler av organismer har blitt brutt ned. Alkenoner er mye brukt innenfor geovitenskap som et middel til å anslå havoverflatens temperaturer i fortiden.

Beskrivelse

Form 
Emiliania huxleyi ble oppkalt etter Thomas Huxley og Cesare Emiliani, som var de første til å undersøke havbunnsedimenter og dermed oppdager kokkolitter. De antas å ha utviklet seg omtrent for 270 000 år siden fra den gamle slekten Gephyrocapsa Kampter og ble dominerende i sammensetninger av kalkflagellater, og dermed i fossile avsetninger for omtrent 70 000 år siden. Det er den mest tallrike og utbredt arten av kalkflagellater. Artene er delt inn i sju morfologiske grupper kalt morphotyper basert på forskjeller i kokkolittenes struktur. Den er en art av kalkflagellater som finnes i nesten alle økosystemer i havet. Den finnes  fra ekvator til sub-polare områder og fra næringsrike soner med omveltning til næringsfattige oligotrofe (oksygenfattige) farvann.

Dens kokkolitter er gjennomsiktig og vanligvis fargeløs, men er dannet av kalsitt som bryter lys svært effektivt i vannsøylen. Dette og høye konsentrasjoner forårsaket av kontinuerlig felling av deres kokkolitter gjør at E. huxleyi blomstrer opp slik at de er synlige fra verdensrommet. Bilder fra satellitt viser at disse algene kan dekke områder på mer enn 10 000 km2. Målinger ved hjelp av vannprøver fra skip viser at E. huxleyi er langt på veg den dominerende planteplanktonarten under slike forhold.

Arten har vært til inspirasjon for James Lovelock's Gaia-hypotesen som hevder at levende organismer er kollektivt selvregulerer biokjemi- og klimaforhold  slik at stabilitet på oppnås på metanivå.

Utbredelse 
Emiliania huxleyi oppfattes som en allesteds nærværende art. Blant annet tilpasser seg et av de største temperaturområde, 1-30 oC, blant arter av kalkflagellater. Det finnes i farvann i hele spennet fra næringsfattig (subtropiske havvirvler) til eutrofe farvann (soner med oppstømning og i norske fjorder). Sin tilstedeværelse i planktonsamfunnene fra overflaten til 200 m dyp indikerer høy toleranse for både varierende og lite lys. Denne ekstremt tilpasningen til miljømessige forhold antas å skyldes et utvalg av tilpasningsdyktige økotyper innen arten, altså lokalt tilpassede organismer. Som et resultat av disse tilpasningene finner den sine  leveområder fra sub-Arktiske til sub-antarktiske områder og fra kyst til hav. Innenfor dette området er den tilstede i nesten alle eufotiske vannprøver og står for 20-50 % eller mer av den totale bestanden av kalkflagellater.

Ved massive algeoppblomstringer (som kan dekke over 100 000 kvadratkilometer av havoverflate), kan celler av E. huxleyi oppviser konsentrasjoner større enn alle de andre artene i regionen kombinert. De kan dermed står for 75 % eller mer av det totale antall fotosyntetiske plankton i området. Oppblomstringer av E. huxleyi fungerer regionalt som en viktig kilde til kalsium karbonat og dimethyl sulfide. Den kraftige produksjonen kan ha en betydelig innvirkning ikke bare for egenskapene til lagene i havets overflate, men også på det globale klimaet. Oppblomstringer kan identifiseres fra satellittbilder på grunn av den store mengden av sollys som blir spredt opp fra vannsøylen. Dette en metode for å vurdere deres biokjemiske betydning  både i farvannet der dette skjer og på globalt nivå. Disse blomstringen er utbredt i norske fjorder.

Omfattende oppblomstring av E. huxleyi kan ha en synlig effekt på havets albedo. Mens spredning gjennom flere lag vann kan øke lysbanen per enhet dybde, øker absorpsjon og soloppvarmingen av vannsøylen, E. huxleyi har gitt forslag til geomimesis, fordi mikron størrelse luftbobler spegel reflektorer, og så i motsetning til E. huxleyi, har en tendens til å senke temperaturen i den øvre vannsøylen. Som med selv-toning innenfor vann-bleking coccolithophore plankton blooms, kan dette redusere fotosyntetiske produktiviteten ved å endre geometrien i den eufotiske sonen. Både eksperimenter og modellering er nødvendig for å kvantifisere potensialet biologiske virkningen av slike virkninger og konsekvens potensial av reflekterende oppblomstringer av andre organismer for å øke eller redusere fordamping og metan utviklingen ved å endre ferskvann temperaturer.

Biokjemisk betydning

Klimaendringer 
Som med alle planteplankton er den primærproduksjonen som E. huxleyi står for gjennom fotosyntesen et sluk for karbondioksid (CO2). Imidlertid er produksjon av kokkolitt gjennom forkalkning, en kilde til CO2. Dette betyr at kalkflagellater som E. huxleyi har potensial til å fungere som en netto kilde til utslipp av CO2 fra havet. Om de er en netto kilde eller sluk, og hvordan de vil reagere på den pågående forsuringen av havet er ennå ikke godt forstått. E. huxleyi og kiselalgen Chaetoceros diadema er blant to planteplanktoner spesielt viktige for den såkalte biologiske karbonpumpen i havet. En studie på deres utbredelse i år 2100, forutsatt store utslipp av klimagasser, antyder at totalt havareal dekket av E. huxleyi og C. diadema vil bli redusert med 16 % og 8 %.

Endring av havets albedo 
Lysspredning på grunn av oppblomstring av E. huxleyi fører ikke bare til at mer varme og lys stråles tilbake opp i atmosfæren enn vanlig, men også til at mer av den gjenværende varmen blir opptatt nærmere havoverflaten. Dette er problematisk fordi det er overflatevann som utveksler varme med atmosfæren. E. huxleyi oppblomstringer kan ha en tendens til å gjøre den totale temperaturen i vannsøylen mye lavere.

Referanser

Eksterne lenker 
 Detaljer om formene til Emiliania huxleyi.

Cellebiologi
Eukaryoter