תומכי אכילה בריאה משבחים לעתים קרובות את היתרונות של הוספת נוגדי חמצון לתזונה. תרכובות אלו נחשבות לדכאות מולקולות "רדיקלים חופשיים" בגוף שיכולות להזדקן תאים כתגובה ללחץ.
הרדיקלים החופשיים ההרסניים האלה - הידועים כמיני חמצן תגובתיים - קיימים גם במערכות אקולוגיות ימיות ונחשבים כמדרסים את התאים של פיטופלנקטון ואורגניזמים אחרים.מאמר חדש, לעומת זאת, מציע שהמולקולות הללו ממלאות למעשה תפקיד מועיל, ומשפרות איזו חוכמה קונבנציונלית.
ג'וליה דיאז, ביוגיאוכימאית ימית שזה עתה נשכרה ב-Scripps Institution of Oceanography באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, ועמיתיה מדווחים שמיני החמצן התגובתי המיוצר על ידי סוג אחד של פיטופלנקטון, הדיאטום Thalassiosira oceanica, מגן על תאים מפני ייצור יתר של תרכובת המשמשת להפעלת פוטוסינתזה. למעשה, סוג החמצן התגובתי הזה פועל כדי להגן על סוללות התאים מפני ההשפעות של טעינת יתר.
המחקר, "ייצור סופראוקסיד חוץ-תאי תלוי NADPH חיוני לפוטופיזיולוגיה בדיאטום הימי Thalassiosira oceanica", מופיע ב-22 ביולי בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences.
"הממצאים שלנו מצביעים על תפקיד חדש של מיני חמצן תגובתיים בבריאות הפוטוסינתטית של דיאטום זה. האתגר הבא הוא לקבוע אם תהליך זה קיים גם במינים אחרים של פיטופלנקטון", אמר דיאז.
לממצאים עשויים להיות השלכות על אורגניזמים ימיים והסביבה הכימית שלהם. סוג החמצן התגובתי שנחקר על ידי דיאז ידוע כסופראוקסיד, שהוא אטום חמצן טעון. סופראוקסיד זוהה כאשם סביר במוות של דגים ובעלי חיים ימיים כאשר פריחת אצות רעילות מתפשטות באוקיינוס, מה שמצביע על הצורך של מדענים להבין טוב יותר כיצד ומדוע הוא מיוצר בנסיבות מסוימות. התפקידים החיוביים והשליליים המשתנים של סופראוקסיד עשויים להיות גורם קריטי באופן שבו מערכות אקולוגיות ימיות מגיבות לשינויי אקלים. ייתכן, אמר דיאז, שייצור סופראוקסיד יכול להפחית את הלחץ, שהוא סוג של עמידות האוקיינוס בפני אקלים משתנה שלא הובן קודם לכן.
סופראוקסיד קיים בכל המערכות האקולוגיות באוקיינוס, אבל אופן השימוש בו על ידי דיאטומים כמו T. oceanica היה תעלומה. הם זקוקים לאור שמש ופחמן כדי לבצע פוטוסינתזה ויש להם מגוון דרכים לבצע את המשימה כדי להסתגל לתנאי אור נמוך או אינטנסיבי.תרכובת שהם מייצרים בשם NADPH היא מקור הכוח שמאפשר להם לקלוט ו"לתקן" פחמן לפחמימות. אור בהיר מאוד עלול לגרום לדיאטומים לייצר יתר על המידה NADPH.
לאחר לימוד ייצור סופראוקסיד בדיאטומים ברמות אור שונות, דיאז ועמיתיו הגיעו למסקנה שבדומה למגן נחשולי מתח, ייצור סופראוקסיד מגן על תאים בזמנים שבהם נוצר יותר מדי NADPH ומחזיר את האיזון כדי לשמור על הפוטוסינתזה בשיא היעילות.
דיאז, שהצטרף לפקולטה של סקריפס כפרופסור עוזר החודש, ביצע את המחקר הזה כפוסט-דוקטורט במכון האוקיאנוגרפי וודס הול בוודס הול, מסצ'וסטס, וכעוזר פרופסור במכון סקידאווי של אוניברסיטת ג'ורג'יה של אוקיאנוגרפיה. סידני פלאמר, שתרם אף הוא למחקר, ימשיך במחקר זה כסטודנטית של דיאז בתכנית לדוקטורט של Scripps החל מהסתיו הקרוב.
מחברים אחרים במאמר כוללים את קולין הנזל, מאק סאיטו ומתיו מקילווין ממכון האוקיאנוגרפיה של Woods Hole וכן פיטר אנדר מהמעבדה הלאומית לורנס ברקלי.קרן פורד, הקרן הלאומית למדע וקרן המחקר של אוניברסיטת ג'ורג'יה מימנו את העבודה.
