โครงกระดูกที่เล็กที่สุดในโลกใต้ทะเลสังเกตได้ในแบบ 3 มิติด้วยวิธีสินวัวรตรอน

คุณอาจไม่เคยรู้พวกเขา แม้กระนั้นคุณอาจสังเกตเห็น coccolithophores ในภาพถ่ายดาวเทียมของสมุทรโดยไม่ได้ตั้งใจเมื่อแผ่นปะสีน้ำนมสีเทอร์ควอยส์เทอร์ควอยซ์สีเขียวปรากฏขึ้นในน้ำผิวดินทำให้เห็นว่า

ราวหนึ่งในสามของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศนั้นเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ที่ถูกดูดซับโดยมหาสมุทรซึ่งมันทำปฏิกิริยาทางเคมีและก็ทำให้น้ำเป็นกรดเพิ่มมากขึ้น ในทางตรงกันข้ามสิ่งนี้ทำให้เกิดเรื่องยากสำหรับสิ่งมีชีวิตทางทะเลบางชนิดตัวอย่างเช่นดาวทะเลเม่นทะเลต้นปะการังแล้วก็ coccolithophores เพื่อสร้างฝาหอยหรือกระดูก

เมื่อสิ่งมีชีวิตเล็กก่อให้เกิดผลกระทบต่อวัฏจักรคาร์บอนทั่วโลก

Coccolithophores 
สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมีขนาดเล็กกว่าพิกเซลบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ของคุณเป็นผู้เล่นที่ใช้งานอยู่ในวัฏจักรคาร์บอน พวกมันอาศัยอยู่ในชั้นผิวของทะเลซึ่งพวกมันใช้แสงสว่างในการสังเคราะห์แสงโดยจับคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นอินทรียวัตถุซึ่งทำให้ CO2 ละลายในห้วงมหาสมุทรต่ำลง ซึ่งแตกต่างจากพลิกก์ตอนสังเคราะห์ด้วยแสงอื่นๆcoccolithophores ผลิตแคลไซต์ (ดังเช่นว่า CaCO3) ในลักษณะของเกล็ดเลือดนาทีที่เรียกว่า “coccoliths” การเปลี่ยนเป็นปูนCoccolithophore ใช้ไบคาร์บอเนต (HCO3) จากน้ำทะเลรวมทั้งปล่อย CO2 เมื่อเซลล์ coccolithophore ตาย coccoliths และสารอินทรีย์ที่เกี่ยวจะค่อยๆจมลงสู่ก้นมหาสมุทรฉะนั้นก็เลยมีส่วนช่วยสำหรับการกักเก็บคาร์บอนในอ่างเก็บน้ำในห้วงมหาสมุทรลึก แม้ว่าพวกมันจะเป็นสิ่งมีชีวิตเล็กแต่ coccolithophores มีหน้าที่สำคัญในวัฏจักรคาร์บอนของโลกเนื่องจากเรื่องจริงที่ว่าพวกมันมีอยู่มากมายในห้วงมหาสมุทร

การศึกษาเล่าเรียนทางห้องทดลองและภาคสนามหลายครั้งเมื่อไม่นานมานี้ระบุว่าการเป็นกรดของห้วงมหาสมุทรมีลักษณะท่าทางที่จะกีดกั้นการเปลี่ยนเป็นปูนของ coccolithophore อย่างไรก็ตามการเล่าเรียนเล็กน้อยได้รายงานการเพิ่มขึ้นของการเปลี่ยนเป็นปูน coccolithophore ในภาวะที่เป็นกรดเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ

เปิดเผยมวลของ coccoliths

กระบวนการทำความเข้าใจว่าเหตุด้านสภาพแวดล้อมส่งผลต่อระดับการเปลี่ยนเป็นปูนของ coccoliths เช่นไรก็เลยเป็นสิ่งที่น่าดึงดูด อุปสรรคที่มีความสำคัญคือการสามารถประเมินมวลของแคลไซต์เปลือกของจุลชีวันกลุ่มนี้ได้อย่างแม่นยำ Luc Beaufort นักวิทยาศาสตร์ของ CNRS กล่าวว่าเราได้พัฒนากรรมวิธีการราวๆมวลของ coccoliths แต่ละตัวโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออติคอโดยอัตโนมัติ แม้ว่าเคล็ดวิธีนี้มีสาระมากสำหรับการวัดมวลของ coccoliths เป็นจำนวนมากในขณะสั้นๆแต่ก็มีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องประเมินความแม่นยำของการประเมินพวกนี้โดยเปรียบเทียบกับแนวทางอื่นที่แม่นมากๆ”

นักวิทยาศาสตร์ Alain Gibaud แล้วก็ Thomas Beuvier ผู้ใช้ ESRF ประจำใส่ Yuriy Chushkin และ Federico Zontone นักวิทยาศาสตร์ที่ ESRF ติดต่อกับนักบรรพชีวินวิทยา Luc Beaufort รวมทั้ง Baptiste Suchéras-Marx และนักชีววิทยาทางทะเล Ian Probert แนวทางการถ่ายภาพ X-ray diffraction ที่ต่อเนื่องกันบน beamline ESRF ID10 นั้นถูกนำมาใช้เพื่อสร้างข้อมูลที่มีเนื้อหาอย่างไม่น่าเชื่อเกี่ยวกับองค์ประกอบ มิติ (ด้วยเหตุนี้มวลของกาบหอยและก็ coccoliths ส่วนตัวของ coccolithophore หลายอย่าง

ทีมสามารถปรับเทียบเคียงวิธีกล้องจุลทรรศน์ด้วยแสงและก็พบว่า coccolith แต่ละตัวในเปลือกมีลักษณะแตกต่างแม้ว่าจะถูกผลิตขึ้นในสภาพแวดล้อมเดียวกัน เพื่อชี้แจงความปรวนแปรของขนาดและก็มวลของ coccolith ด้านในcoccolithophores เดี่ยวพวกเขาพบว่ามวลของcoccoliths นั้นได้สัดส่วนกับขนาดของขนาดอินทรีย์ที่อยู่รอบๆซึ่งมีนิวเคลียสแคลไซต์เกิดขึ้นทุก 110-120 นาโนเมตร

การทดสอบที่ ESRF นั้นท้าทายเนื่องจากตัวอย่างที่ ถึง ไมครอนนั้นใหญ่เกินกว่าที่พวกเราจะเรียนได้ด้วยการถ่ายภาพการเลี้ยวเบนที่ต่อเนื่องกันเราจัดแจงเพื่อรับข้อมูลในแบบอย่าง มิติและสร้างผลึกแคลไซต์ของcoccoliths ใหม่” Yuriy Chushkin นักวิทยาศาสตร์ที่ ESRF “อันที่จริงตัวอย่างที่ใหญ่ที่สุดกระจายลำแสงให้ดีจนถึงภายในหนึ่งชั่วโมงเรามีชุดข้อมูล 3D เต็มต้นแบบที่พวกเราอยาก” เขาสรุป

ขั้นตอนต่อไปสำหรับทีมได้แก่การใช้ภาพที่คำนวณด้วย 3D ของ coccoliths กลุ่มนี้เพื่อทำความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับกรรมวิธีการควบคุมการกลายเป็นปูนโดยพลิกก์ตอนพืชพิเศษกลุ่มนี้และคุณสมบัติเชิงกลขององค์ประกอบแคลไซต์ขนาดเล็ก แม้กระนั้นสลับซับซ้อน