Prochlorococcus – mikroskopijny bohater, który może nie przetrwać ocieplenia oceanów

Wokół tajemnicy życia na Ziemi

Dwanaście lat temu, w listopadzie 2013 r., na łamach „Dzikiego Życia” pisałem o jednokomórkowej bakterii wchodzącej w skład fitoplanktonu, o najmniejszym (wielkość 0,5-1 µm) i najliczniejszym organizmie fotosyntetyzującym na Ziemi – cyjanobakterii (sinicy) Prochlorococcusmarinus. Żyje w ciepłych wodach oceanów, pomiędzy 40° szerokości północnej a 40° południowej, i potrafi przetrwać nawet 200 metrów pod powierzchnią (Partensky et al. 1999). Zaskakująca jest jej liczebność – w jednym litrze wody oceanicznej może pływać nawet sto milionów komórek tej sinicy. Naukowcy szacują, że w całych oceanach jest ich około trzech oktylionów – to liczba z 27 zerami (Flombaum et al. 2013).

Ale najciekawsze nie są liczby, tylko rola, jaką Prochlorococcus odgrywa w życiu naszej planety. W niektórych rejonach oceanów stanowi większość organizmów, które przeprowadzają fotosyntezę i może odpowiadać za nawet 80% tlenu produkowanego w powierzchniowych warstwach wody. To oznacza, że każdy z nas oddycha dzięki niej i innym podobnym mikroorganizmom. Ta mikroskopijna bakteria jest też częścią ogromnego, planetarnego systemu obiegu węgla. Pochłania dwutlenek węgla z atmosfery i przekształca go w materię organiczną, z której część trafia w głąb oceanów, gdzie może być przechowywana przez setki, a nawet tysiące lat. Dzięki temu Prochlorococcus pomaga spowalniać zmiany klimatu (Jiao et al. 2014). Zakończyłem artykuł w „Dzikim Życiu” zdaniem: „Czy Prochlorococcusmarinus może nam pomóc w tym, co zepsuliśmy i sprawi, że zmiany klimatyczne nie będą dla nas tak dotkliwe?”.

Globalne ocieplenie sprawia, że wody mórz i oceanów osiągają rekordowo wysokie temperatury. Naukowcy ostrzegają, że do końca tego stulecia w wielu tropikalnych i subtropikalnych rejonach świata temperatura powierzchni oceanu może regularnie przekraczać 30 °C. To nie tylko liczba – to sygnał alarmowy dla całych morskich ekosystemów. Tak gorące wody zmieniają warunki życia dla niezliczonych organizmów, zaburzają równowagę między gatunkami i mogą doprowadzić do wyginięcia tych, które nie potrafią się przystosować. Jednym z najbardziej zagrożonych organizmów jest Prochlorococcus. Najnowsze badania (Ribalet et al. 2025) pokazują, że wraz z rosnącymi temperaturami populacja Prochlorococcus może gwałtownie spadać. A jeśli zniknie ktoś tak mały, ale tak ważny – skutki odczujemy wszyscy.

Jeszcze niedawno naukowcy sądzili, że Prochlorococcus może skorzystać na ociepleniu oceanów. Wydawało się, że wyższe temperatury będą sprzyjać jego szybkiemu rozmnażaniu. Takie wnioski opierano jednak głównie na badaniach laboratoryjnych, prowadzonych w sztucznych, kontrolowanych warunkach, które tylko częściowo oddają to, co dzieje się w prawdziwym oceanie. Najnowsze badania przyniosły jednak zaskoczenie. Tempo wzrostu Prochlorococcus jest bardzo wrażliwe na temperaturę wody. Gdy woda przekracza około 28 °C, ich populacja zaczyna gwałtownie spadać. To odkrycie pokazuje, że zbyt ciepłe oceany mogą zagrozić nawet tym organizmom, które dotąd uważano za odporne na zmiany klimatu (Ribalet et al. 2025).

Naukowcy podkreślają, że przy aktualnym tempie ocieplania klimatu, temperatury powierzchni wód morskich (oceany tropikalne i subtropikalne) przekroczą opisaną wyżej granicę. Według szacunków biologów, w okresie najbliższych 75 lat temperatury powierzchni mórz tropikalnych i subtropikalnych będą regularnie przekraczać poziom 30 °C. Badacze przewidują, że w takich warunkach populacja Prochlorococcus może zmniejszyć się nawet o połowę – od 17% do 51% (Ribalet et al. 2025).

Pamiętajmy, że wzrost temperatury w oceanach to nie jedyne zagrożenie dla fitoplanktonu i Prochlorococcus. Pozostają jeszcze rosnące zakwaszenie, zanieczyszczenie wód, zaburzenia w prądach morskich wpływające na transport składników odżywczych czy mikroplastik.

Prof. Piotr Skubała

Literatura:
- Flombaum P., Gallegos J. L., Gordillo R. A. et al. 2013. Present and future global distributions of the marine Cyanobacteria Prochlorococcus and Synechococcus. „Proceedings of the National Academy of Sciences” 110: 9824. doi.org/10.1073/pnas.1307701110.
- Jiao N., Luo T., Zhang R. et al. 2014. Presence of Prochlorococcus in the aphotic waters of the western Pacific Ocean. „Biogeosciences” 11, 2391–2400. doi.org/10.5194/bg-11-2391-2014.
- Partensky F., Hess W. R., Vaulot D. 1999. Prochlorococcus, a marine photosynthetic prokaryote of global significance. „Microbiology and Molecular Biology Reviews” 63(1):106-27. DOI: 10.1128/MMBR.63.1.106-127.1999.
- Ribalet F., Dutkiewicz S., Monier E. et al. 2025. Future ocean warming may cause large reductions in Prochlorococcus biomass and productivity. „Nature Microbiology” 10, 2441–2453 (2025). https://doi.org/10.1038/s41564-025-02106-4.