TED2018
Penny Chisholm: The tiny creature that secretly powers the planet
Penny Chisholm: Den lilla varelsen som i hemlighet förser vår planet med energi
Filmed:
Readability: 4.3
1,463,084 views
Oceanografen Penny Chisholm presenterar här en fantastisk liten varelse: Prochlorococcus, den vanligaste fotosyntetiserande arten på jorden. Den här havslevande mikroorganismen har existerat i miljontals år, men upptäcktes först på 1980-talet. Kanske kan dess urgamla genetiska kod hjälpa oss att bli mindre beroende av fossila bränslen.
Penny Chisholm - Microbial oceanographer, author
Penny Chisholm studies an extremely tiny microorganism that plays an enormous role in ocean ecosystems. Discovered only three decades ago, it has defined her career and inspired her to think differently about life on Earth. Full bio
Penny Chisholm studies an extremely tiny microorganism that plays an enormous role in ocean ecosystems. Discovered only three decades ago, it has defined her career and inspired her to think differently about life on Earth. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I'd like to introduce you
to a tiny microorganism
to a tiny microorganism
0
760
2840
Jag vill att ni ska få lära känna
en liten mikroorganism
en liten mikroorganism
00:16
that you've probably never heard of:
1
4880
1736
som ni nog aldrig har hört talas om.
00:18
its name is Prochlorococcus,
2
6640
1976
Den heter Prochlorococcus,
00:20
and it's really an amazing little being.
3
8640
2200
och den är en fantastisk liten varelse.
00:23
For one thing, its ancestors
4
11680
2896
Till exempel förändrade
dess förfäder jorden
dess förfäder jorden
00:26
changed the earth in ways
that made it possible for us to evolve,
that made it possible for us to evolve,
5
14600
3816
på sätt som gjorde
vår egen evolution möjlig,
vår egen evolution möjlig,
00:30
and hidden in its genetic code
6
18440
2056
och gömt i dess genetiska kod
00:32
is a blueprint
7
20520
1776
finns en ritning
00:34
that may inspire ways to reduce
our dependency on fossil fuel.
our dependency on fossil fuel.
8
22320
5280
som kanske kan leda till nya sätt att
minska vårt beroende av fossila bränslen.
minska vårt beroende av fossila bränslen.
00:40
But the most amazing thing
9
28480
1856
Men det mest anmärkningsvärda
00:42
is that there are
three billion billion billion
three billion billion billion
10
30360
2616
är att det finns
tre miljarder miljarder miljarder
tre miljarder miljarder miljarder
00:45
of these tiny cells on the planet,
11
33000
1816
av de här små cellerna på planeten,
00:46
and we didn't know they existed
until 35 years ago.
until 35 years ago.
12
34840
3320
och att vi inte visste att de fanns
förrän för 35 år sedan.
förrän för 35 år sedan.
00:51
So to tell you their story,
13
39280
1456
För att berätta deras historia
00:52
I need to first take you way back,
14
40760
2240
måste jag först ta med er tillbaka
00:55
four billion years ago, when the earth
might have looked something like this.
might have looked something like this.
15
43800
3620
fyra miljarder år, till en tid då jorden
kanske såg ut ungefär så här.
kanske såg ut ungefär så här.
01:00
There was no life on the planet,
16
48480
1856
Det fanns inget liv på planeten,
01:02
there was no oxygen in the atmosphere.
17
50360
2280
det fanns inget syre i atmosfären.
01:05
So what happened to change that planet
into the one we enjoy today,
into the one we enjoy today,
18
53320
5656
Så vad hände som gjorde att planeten
förändrades och blev sådan den är idag,
förändrades och blev sådan den är idag,
01:11
teeming with life,
19
59000
1816
ett myller av liv,
01:12
teeming with plants and animals?
20
60840
1640
ett myller av växter och djur?
01:15
Well, in a word, photosynthesis.
21
63480
2280
Jo, med ett ord: fotosyntes.
01:19
About two and a half billion years ago,
22
67080
2096
För ungefär
två och en halv miljard år sedan
två och en halv miljard år sedan
01:21
some of these ancient ancestors
of Prochlorococcus evolved
of Prochlorococcus evolved
23
69200
3936
utvecklade några av
Prochlorococcus' urgamla förfäder
Prochlorococcus' urgamla förfäder
01:25
so that they could use solar energy
24
73160
2336
förmågan att använda solenergi
01:27
and absorb it
25
75520
1296
och absorbera den
01:28
and split water into its component parts
of oxygen and hydrogen.
of oxygen and hydrogen.
26
76840
5016
och dela upp vatten i sina beståndsdelar
syre och väte.
syre och väte.
01:33
And they used the chemical energy produced
27
81880
2416
Och de använde
den kemiska energi som producerades
den kemiska energi som producerades
01:36
to draw CO2, carbon dioxide,
out of the atmosphere
out of the atmosphere
28
84320
3896
till att ta koldioxid från atmosfären
01:40
and use it to build sugars
and proteins and amino acids,
and proteins and amino acids,
29
88240
3816
och använda den för att bygga sockerarter
och proteiner och aminosyror,
och proteiner och aminosyror,
01:44
all the things that life is made of.
30
92080
2400
allt det som livet är uppbyggt av.
01:47
And as they evolved and grew more and more
31
95560
3096
Och medan de evolverade och växte
01:50
over millions and millions of years,
32
98680
2056
under många miljoner år
01:52
that oxygen accumulated in the atmosphere.
33
100760
3080
blev atmosfären allt rikare på syre.
01:57
Until about 500 million years ago,
34
105480
2496
Tills för ungefär 500 miljoner år sedan
02:00
there was enough in the atmosphere
that larger organisms could evolve.
that larger organisms could evolve.
35
108000
3696
då atmosfären hade blivit så syrerik
att större organismer kunde evolvera.
att större organismer kunde evolvera.
02:03
There was an explosion of life-forms,
36
111720
1936
Antalet livsformer exploderade
02:05
and, ultimately, we appeared on the scene.
37
113680
2560
och i slutändan dök vi själva upp.
02:09
While that was going on,
38
117000
1320
Medan allt det där hände
02:11
some of those ancient
photosynthesizers died
photosynthesizers died
39
119440
3216
dog en del av de urgamla
fotosyntetiserande cellerna.
fotosyntetiserande cellerna.
02:14
and were compressed and buried,
40
122680
1680
De pressades samman och begravdes
02:17
and became fossil fuel
41
125160
2096
och blev till fossila bränslen,
02:19
with sunlight buried
in their carbon bonds.
in their carbon bonds.
42
127280
4136
med solsken inbakat i kolbindningarna.
02:23
They're basically buried sunlight
in the form of coal and oil.
in the form of coal and oil.
43
131440
4680
De är i princip begravt solsken
i form av kol och olja.
i form av kol och olja.
Dagens fotosyntetiserande organismer
02:29
Today's photosynthesizers,
44
137080
1576
02:30
their engines are descended
from those ancient microbes,
from those ancient microbes,
45
138680
5656
har motorer som ärvts ned från
de där urgamla mikroberna,
de där urgamla mikroberna,
02:36
and they feed basically
all of life on earth.
all of life on earth.
46
144360
3240
och de förser
i princip allt liv med näring.
i princip allt liv med näring.
02:40
Your heart is beating
using the solar energy
using the solar energy
47
148440
3336
Ditt hjärta slår med hjälp av solenergi
02:43
that some plant processed for you,
48
151800
2216
som någon växt har bearbetat åt dig,
02:46
and the stuff your body is made out of
49
154040
2416
och materialet som din kropp består av
02:48
is made out of CO2
50
156480
1616
är gjort av koldioxid
02:50
that some plant processed for you.
51
158120
2440
som någon växt har bearbetat åt dig.
02:53
Basically, we're all made
out of sunlight and carbon dioxide.
out of sunlight and carbon dioxide.
52
161480
4280
Man kan säga att vi alla består av
solljus och koldioxid.
solljus och koldioxid.
02:58
Fundamentally, we're just hot air.
53
166640
2056
Vi är egentligen bara hetluft.
03:00
(Laughter)
54
168720
2320
(Skratt)
03:04
So as terrestrial beings,
55
172560
1696
Eftersom vi är landlevande varelser
03:06
we're very familiar
with the plants on land:
with the plants on land:
56
174280
3056
känner vi till alla växter på land:
03:09
the trees, the grasses,
the pastures, the crops.
the pastures, the crops.
57
177360
4616
skogarna, ängarna, åkrarna.
03:14
But the oceans are filled
with billions of tons of animals.
with billions of tons of animals.
58
182000
3816
Men i haven finns miljarder ton djur.
03:17
Do you ever wonder what's feeding them?
59
185840
2360
Har du någon gång undrat vad de lever av?
03:21
Well there's an invisible pasture
60
189400
2376
Jo, det finns en osynlig äng
03:23
of microscopic photosynthesizers
called phytoplankton
called phytoplankton
61
191800
3776
av mikroskopiska, fotosyntetiserande
organismer som kallas växtplankton.
organismer som kallas växtplankton.
03:27
that fill the upper
200 meters of the ocean,
200 meters of the ocean,
62
195600
2640
De fyller upp de översta
200 metrarna i havet
200 metrarna i havet
03:32
and they feed the entire
open ocean ecosystem.
open ocean ecosystem.
63
200000
3416
och blir mat till
hela det öppna havets ekosystem.
hela det öppna havets ekosystem.
03:35
Some of the animals
live among them and eat them,
live among them and eat them,
64
203440
2416
Några av djuren
lever bland dem och äter dem,
lever bland dem och äter dem,
03:37
and others swim up
to feed on them at night,
to feed on them at night,
65
205880
2536
och andra simmar upp
för att äta av dem på nätterna,
för att äta av dem på nätterna,
03:40
while others sit in the deep
and wait for them to die and settle down
and wait for them to die and settle down
66
208440
3976
medan åter andra håller till i djupen
och väntar på att de ska dö och singla ned
och väntar på att de ska dö och singla ned
03:44
and then they chow down on them.
67
212440
1524
så att de kan tugga i sig dem.
03:47
So these tiny phytoplankton,
68
215320
3096
Dessa pyttesmå växtplankton
03:50
collectively, weigh less than
one percent of all the plants on land,
one percent of all the plants on land,
69
218440
4136
väger sammanlagt mindre
än en procent av alla växter på land
än en procent av alla växter på land
03:54
but annually they photosynthesize
as much as all of the plants on land,
as much as all of the plants on land,
70
222600
4296
men står för lika mycket fotosyntes per år
som alla landlevande växter tillsammans,
som alla landlevande växter tillsammans,
03:58
including the Amazon rainforest
71
226920
2416
inklusive regnskogen i Amazonas
04:01
that we consider the lungs of the planet.
72
229360
2200
som vi tänker på som planetens lungor.
04:04
Every year, they fix
50 billion tons of carbon
50 billion tons of carbon
73
232280
3976
Varje år fixerar de 50 miljarder ton kol
04:08
in the form of carbon dioxide
into their bodies
into their bodies
74
236280
3256
i form av koldioxid
som blir en del av deras kroppar,
som blir en del av deras kroppar,
04:11
that feeds the ocean ecosystem.
75
239560
2680
vilka i sin tur ger näring
till havets ekosystem.
till havets ekosystem.
04:15
How does this tiny amount of biomass
76
243120
2576
Hur kan denna lilla mängd biomassa
04:17
produce as much as all the plants on land?
77
245720
2056
producera lika mycket
som växterna på land?
som växterna på land?
04:19
Well, they don't have trunks and stems
78
247800
2536
Tja, de har inte stammar och stjälkar
04:22
and flowers and fruits
and all that to maintain.
and all that to maintain.
79
250360
2936
och blommor och frukter
och annat de måste ta hand om.
och annat de måste ta hand om.
04:25
All they have to do is grow and divide
and grow and divide.
and grow and divide.
80
253320
2816
Allt de behöver göra är att växa
och dela sig och växa och dela sig.
och dela sig och växa och dela sig.
04:28
They're really lean
little photosynthesis machines.
little photosynthesis machines.
81
256160
3600
De är riktigt effektiva
små fotosyntesmaskiner.
små fotosyntesmaskiner.
04:33
They really crank.
82
261519
1201
De jobbar stenhårt.
04:39
So there are thousands
of different species of phytoplankton,
of different species of phytoplankton,
83
267400
3896
Det finns tusentals olika arter
av växtplankton
av växtplankton
04:43
come in all different shapes and sizes,
84
271320
2176
i alla möjliga former och storlekar.
04:45
all roughly less than the width
of a human hair.
of a human hair.
85
273520
3256
Alla är de knappt så breda
som ett mänskligt hårstrå.
som ett mänskligt hårstrå.
04:48
Here, I'm showing you
some of the more beautiful ones,
some of the more beautiful ones,
86
276800
3576
Här visar jag några
av de vackrare arterna,
av de vackrare arterna,
04:52
the textbook versions.
87
280400
1480
dem man ser i böcker.
04:54
I call them the charismatic
species of phytoplankton.
species of phytoplankton.
88
282640
3240
Jag kallar dem karismatiska växtplankton.
05:00
And here is Prochlorococcus.
89
288120
3000
Och här är Prochlorococcus.
05:04
I know,
90
292120
1536
Jag vet,
05:05
it just looks like a bunch
of schmutz on a microscope slide.
of schmutz on a microscope slide.
91
293680
2936
det ser mest ut som smuts på objektglaset.
05:08
(Laughter)
92
296640
1576
(Skratt)
05:10
But they're in there,
93
298240
1816
Men de är där
05:12
and I'm going to reveal them
to you in a minute.
to you in a minute.
94
300080
2760
och jag ska visa dem om bara en minut.
05:15
But first I want to tell you
how they were discovered.
how they were discovered.
95
303560
3560
Men först vill jag berätta om
hur de upptäcktes.
hur de upptäcktes.
05:20
About 38 years ago,
96
308080
2136
För 38 år sedan
05:22
we were playing around with a technology
in my lab called flow cytometry
in my lab called flow cytometry
97
310240
4776
provade vi i mitt labb en teknik
som kallas flödescytometri.
som kallas flödescytometri.
05:27
that was developed for biomedical research
for studying cells like cancer cells,
for studying cells like cancer cells,
98
315040
4480
Den används i biomedicinsk forskning
för att bland annat studera cancerceller,
för att bland annat studera cancerceller,
men det visade sig att vi kunde använda
den för ett inofficiellt syfte,
den för ett inofficiellt syfte,
05:33
but it turns out we were using it
for this off-label purpose
for this off-label purpose
99
321080
3296
05:36
which was to study phytoplankton,
and it was beautifully suited to do that.
and it was beautifully suited to do that.
100
324400
3960
nämligen att studera växtplankton.
Och den lämpade sig riktigt väl för det.
Och den lämpade sig riktigt väl för det.
05:41
And here's how it works:
101
329480
1776
Så här fungerar det:
05:43
so you inject a sample
in this tiny little capillary tube,
in this tiny little capillary tube,
102
331280
3240
man injicerar ett prov
i ett mycket litet kapillärrör
i ett mycket litet kapillärrör
05:47
and the cells go single file by a laser,
103
335840
3496
så att cellerna, en i taget,
passerar en laser.
passerar en laser.
05:51
and as they do, they scatter light
according to their size
according to their size
104
339360
4056
Medan de gör det sprider de ljuset
i förhållande till sin storlek,
i förhållande till sin storlek,
05:55
and they emit light according
to whatever pigments they might have,
to whatever pigments they might have,
105
343440
3656
och så avger de ljus
beroende på vilka pigment de har,
beroende på vilka pigment de har,
05:59
whether they're natural
or whether you stain them.
or whether you stain them.
106
347120
2616
antingen naturliga eller
några man färgat dem med.
några man färgat dem med.
06:01
And the chlorophyl of phytoplankton,
107
349760
2360
Växtplanktonens klorofyll,
06:05
which is green,
108
353160
1336
som är grönt,
06:06
emits red light
when you shine blue light on it.
when you shine blue light on it.
109
354520
3736
avger rött ljus
när man lyser blått ljus på det.
när man lyser blått ljus på det.
06:10
And so we used this instrument
for several years
for several years
110
358280
3216
Vi använde det här instrumentet
under flera år
under flera år
06:13
to study our phytoplankton cultures,
111
361520
1816
för att studera våra planktonodlingar.
06:15
species like those charismatic
ones that I showed you,
ones that I showed you,
112
363360
3616
Vi undersökte sådana där karismatiska
planktonarter som jag visade förut
planktonarter som jag visade förut
06:19
just studying their basic cell biology.
113
367000
2200
för att förstå deras
grundläggande cellbiologi.
grundläggande cellbiologi.
06:22
But all that time, we thought,
well wouldn't it be really cool
well wouldn't it be really cool
114
370160
2936
Men hela tiden tänkte vi
att det skulle vara verkligt intressant
att det skulle vara verkligt intressant
06:25
if we could take an instrument
like this out on a ship
like this out on a ship
115
373120
2816
om vi kunde ta med
ett sådant instrument på en båt
ett sådant instrument på en båt
06:27
and just squirt seawater through it
116
375960
1696
och bara pumpa igenom havsvatten
06:29
and see what all those diversity
of phytoplankton would look like.
of phytoplankton would look like.
117
377680
4736
och titta på mångfalden av växtplankton.
06:34
So I managed to get my hands
118
382440
2096
Så jag lyckades få tag på
06:36
on what we call a big rig
in flow cytometry,
in flow cytometry,
119
384560
3216
vad vi kallar en "big rig"
inom flödescytometrin,
inom flödescytometrin,
06:39
a large, powerful laser
120
387800
2440
en stor, kraftfull laser
06:43
with a money-back guarantee
from the company
from the company
121
391240
2736
med en garanti från företaget
06:46
that if it didn't work on a ship,
they would take it back.
they would take it back.
122
394000
2936
att vi fick lämna tillbaka den
om den inte fungerade på båten.
om den inte fungerade på båten.
06:48
And so a young scientist
that I was working with at the time,
that I was working with at the time,
123
396960
3016
En ung forskare som jag arbetade med då,
06:52
Rob Olson, was able
to take this thing apart,
to take this thing apart,
124
400000
2576
Rob Olson, lyckades ta isär apparaten,
06:54
put it on a ship, put it back together
and take it off to sea.
and take it off to sea.
125
402600
3856
ta med den ombord, sätta ihop den
och resa ut med den på havet.
och resa ut med den på havet.
06:58
And it worked like a charm.
126
406480
1336
Och den fungerade perfekt.
06:59
We didn't think it would,
because we thought the ship's vibrations
because we thought the ship's vibrations
127
407840
3136
Vi trodde inte att den skulle göra det,
eftersom båtens vibrationer
eftersom båtens vibrationer
07:03
would get in the way
of the focusing of the laser,
of the focusing of the laser,
128
411000
2376
kanske skulle göra det svårt
att fokusera lasern,
att fokusera lasern,
men den fungerade verkligen perfekt.
07:05
but it really worked like a charm.
129
413400
1656
07:07
And so we mapped the phytoplankton
distributions across the ocean.
distributions across the ocean.
130
415080
3496
Så vi kartlade utbredningen
av växtplankton i havet.
av växtplankton i havet.
07:10
For the first time, you could look at them
one cell at a time in real time
one cell at a time in real time
131
418600
3616
För första gången kunde vi titta på dem
en cell i taget i realtid
en cell i taget i realtid
07:14
and see what was going on --
that was very exciting.
that was very exciting.
132
422240
2816
och se hur allt såg ut –
det var otroligt spännande.
det var otroligt spännande.
07:17
But one day, Rob noticed
some faint signals
some faint signals
133
425080
3016
Men en dag lade Rob märke till
några svaga signaler
några svaga signaler
07:20
coming out of the instrument
134
428120
1496
som kom från instrumentet
07:21
that we dismissed as electronic noise
135
429640
3696
och som vi avfärdade som elektriskt brus
07:25
for probably a year
136
433360
2296
i ett år eller så
07:27
before we realized that it wasn't
really behaving like noise.
really behaving like noise.
137
435680
3336
innan vi insåg att de inte riktigt
uppförde sig som brus.
uppförde sig som brus.
07:31
It had some regular patterns to it.
138
439040
2160
Det fanns några återkommande mönster.
07:34
To make a long story short,
139
442440
1440
För att göra en lång historia kort
07:36
it was tiny, tiny little cells,
140
444640
2536
hittade vi några otroligt små celler.
07:39
less than one-one hundredth
the width of a human hair
the width of a human hair
141
447200
3376
De var mindre än en hundradel av
bredden på ett mänskligt hårstrå
bredden på ett mänskligt hårstrå
07:42
that contain chlorophyl.
142
450600
1816
och de innehöll klorofyll.
07:44
That was Prochlorococcus.
143
452440
1360
De var Prochlorococcus.
07:47
So remember this slide that I showed you?
144
455040
2760
Kommer ni ihåg bilden jag visade?
07:50
If you shine blue light
on that same sample,
on that same sample,
145
458680
2616
Om man lyser med blått ljus
på samma prov
på samma prov
07:53
this is what you see:
146
461320
1200
får man se det här:
07:55
two tiny little red light-emitting cells.
147
463280
3856
två pyttesmå celler som avger rött ljus.
07:59
Those are Prochlorococcus.
148
467160
2120
De är Prochlorococcus.
08:02
They are the smallest and most abundant
photosynthetic cell on the planet.
photosynthetic cell on the planet.
149
470760
4040
De är de minsta och vanligaste
fotosyntetiserande cellerna på jorden.
fotosyntetiserande cellerna på jorden.
Först visste vi inte vad de var för några
08:09
At first, we didn't know what they were,
150
477071
1905
08:11
so we called the "little greens."
151
479000
1776
så vi kallade dem de "små gröna".
08:12
It was a very affectionate name for them.
152
480800
1976
Det var ett smeknamn på dem.
08:14
Ultimately, we knew enough about them
to give them the name Prochlorococcus,
to give them the name Prochlorococcus,
153
482800
3616
Till slut visste vi tillräckligt om dem
för att kalla dem Prochlorococcus,
för att kalla dem Prochlorococcus,
08:18
which means "primitive green berry."
154
486440
2216
som betyder "primitivt grönt bär".
08:20
And it was about that time
155
488680
1440
Och det var ungefär då
08:23
that I became so smitten
by these little cells
by these little cells
156
491480
2776
som jag blev så betagen
av de här små cellerna
av de här små cellerna
08:26
that I redirected my entire lab
to study them and nothing else,
to study them and nothing else,
157
494280
4120
att jag lade om kursen för hela mitt labb
så att vi studerade dem och inget annat,
så att vi studerade dem och inget annat,
08:31
and my loyalty to them
has really paid off.
has really paid off.
158
499760
3016
och min trofasthet har
verkligen gett utdelning.
verkligen gett utdelning.
08:34
They've given me a tremendous amount,
including bringing me here.
including bringing me here.
159
502800
3560
De har gett mig otroligt mycket,
bland annat tog de mig hit.
bland annat tog de mig hit.
08:39
(Applause)
160
507880
5360
(Applåder)
08:45
So over the years,
we and others, many others,
we and others, many others,
161
513799
2976
Under många år har vi och många andra
08:48
have studied Prochlorococcus
across the oceans
across the oceans
162
516799
3377
studerat Prochlorococcus i de olika haven.
08:52
and found that they're very abundant
over wide, wide ranges
over wide, wide ranges
163
520200
4576
Vi har funnit att de är mycket talrika
i stora, stora områden
i stora, stora områden
08:56
in the open ocean ecosystem.
164
524800
1640
i det öppna havets ekosystem.
08:59
They're particularly abundant
in what are called the open ocean gyres.
in what are called the open ocean gyres.
165
527680
4096
De är särskilt vanliga i
de stora roterande havsströmmarna.
de stora roterande havsströmmarna.
09:03
These are sometimes referred to
as the deserts of the oceans,
as the deserts of the oceans,
166
531800
3736
Dessa sägs ibland vara havens öknar
09:07
but they're not deserts at all.
167
535560
2016
men de är inte alls några öknar.
09:09
Their deep blue water is teeming
168
537600
2536
I deras mörkblå vatten kryllar det
09:12
with a hundred million
Prochlorococcus cells per liter.
Prochlorococcus cells per liter.
169
540160
3400
av hundra miljoner
Prochlorococcus-celler per liter.
Prochlorococcus-celler per liter.
09:16
If you crowd them together
like we do in our cultures,
like we do in our cultures,
170
544360
2616
Om man koncentrerar dem,
som vi gör när vi odlar dem,
som vi gör när vi odlar dem,
09:19
you can see their beautiful
green chlorophyl.
green chlorophyl.
171
547000
3536
kan man se deras vackra, gröna klorofyll.
09:22
One of those test tubes
has a billion Prochlorococcus in it,
has a billion Prochlorococcus in it,
172
550560
4616
Ett av de här provrören
innehåller en miljard Prochlorococcus
innehåller en miljard Prochlorococcus
09:27
and as I told you earlier,
173
555200
1456
och som jag sade tidigare
09:28
there are three billion billion billion
of them on the planet.
of them on the planet.
174
556680
3176
finns tre miljarder miljarder miljarder
av dem på vår planet.
av dem på vår planet.
09:31
That's three octillion,
175
559880
2216
Det är tre kvadriljarder
09:34
if you care to convert.
176
562120
1680
om någon vill ha det omräknat.
09:36
(Laughter)
177
564480
1696
(Skratt)
09:38
And collectively, they weigh
more than the human population
more than the human population
178
566200
3896
Och tillsammans väger de mer än
alla människor tillsammans,
alla människor tillsammans,
09:42
and they photosynthesize
as much as all of the crops on land.
as much as all of the crops on land.
179
570120
3960
och de fotosyntetiserar lika mycket
som alla odlade grödor på land.
som alla odlade grödor på land.
09:47
They're incredibly important
in the global ocean.
in the global ocean.
180
575080
3440
De är otroligt viktiga i världshaven.
09:51
So over the years,
as we were studying them
as we were studying them
181
579120
2496
Under åren som vi studerade dem
09:53
and found how abundant they were,
182
581640
2176
och kom fram till hur vanliga de var,
09:55
we thought, hmm, this is really strange.
183
583840
1936
så tyckte vi att det var konstigt.
09:57
How can a single species be so abundant
across so many different habitats?
across so many different habitats?
184
585800
3840
Hur kan en enda art vara så vanlig
i så många olika livsmiljöer?
i så många olika livsmiljöer?
10:02
And as we isolated more into culture,
185
590640
2016
Och när vi isolerade och odlade
fler av dem
fler av dem
10:04
we learned that they
are different ecotypes.
are different ecotypes.
186
592680
2136
insåg vi att det fanns olika ekotyper.
10:06
There are some that are adapted
to the high-light intensities
to the high-light intensities
187
594840
2896
Det finns några som är anpassade
till ljusrika förhållanden
till ljusrika förhållanden
10:09
in the surface water,
188
597760
1256
i ytvattnet
10:11
and there are some that are adapted
to the low light in the deep ocean.
to the low light in the deep ocean.
189
599040
3576
och några som är anpassade
till ljusfattiga förhållanden i djuphavet.
till ljusfattiga förhållanden i djuphavet.
10:14
In fact, those cells that live
in the bottom of the sunlit zone
in the bottom of the sunlit zone
190
602640
3576
Faktiskt är cellerna som lever längst ner
i zonen som nås av solljus
i zonen som nås av solljus
10:18
are the most efficient
photosynthesizers of any known cell.
photosynthesizers of any known cell.
191
606240
4776
de mest effektiva fotosyntetiserarna
bland alla celler vi känner till.
bland alla celler vi känner till.
10:23
And then we learned
that there are some strains
that there are some strains
192
611040
2336
Och sedan upptäckte vi
att det finns några stammar
att det finns några stammar
10:25
that grow optimally along the equator,
193
613400
3416
som växer bäst längs ekvatorn
10:28
where there are higher temperatures,
194
616840
1736
där temperaturen är högre
10:30
and some that do better
at the cooler temperatures
at the cooler temperatures
195
618600
2376
och några som trivs bättre
i lägre temperatur
i lägre temperatur
10:33
as you go north and south.
196
621000
1256
längre norrut och söderut.
10:34
So as we studied these more and more
and kept finding more and more diversity,
and kept finding more and more diversity,
197
622280
3696
Så ju mer vi studerade dem,
desto mer mångfald hittade vi.
desto mer mångfald hittade vi.
10:38
we thought, oh my God,
how diverse are these things?
how diverse are these things?
198
626000
2440
Vi tänkte, herregud,
hur många sorter finns det egentligen?
hur många sorter finns det egentligen?
10:41
And about that time, it became
possible to sequence their genomes
possible to sequence their genomes
199
629040
3256
Och ungefär då blev det möjligt
att sekvensera deras genom
att sekvensera deras genom
10:44
and really look under the hood
and look at their genetic makeup.
and look at their genetic makeup.
200
632320
3600
och lyfta på motorhuven
för att se på deras genuppsättning.
för att se på deras genuppsättning.
10:49
And we've been able to sequence
the genomes of cultures that we have,
the genomes of cultures that we have,
201
637280
4416
Och vi har sekvenserat genomen
av flera kulturer vi har.
av flera kulturer vi har.
10:53
but also recently, using flow cytometry,
202
641720
2376
Nyligen har vi också börjat
använda flödescytometri
använda flödescytometri
10:56
we can isolate
individual cells from the wild
individual cells from the wild
203
644120
2856
för att isolera enskilda celler
från naturen
från naturen
10:59
and sequence their individual genomes,
204
647000
2176
och sekvensera deras enskilda genom
11:01
and now we've sequenced
hundreds of Prochlorococcus.
hundreds of Prochlorococcus.
205
649200
2880
så att vi nu har sekvenserat
hundratals Prochlorococcus.
hundratals Prochlorococcus.
11:04
And although each cell
has roughly 2,000 genes --
has roughly 2,000 genes --
206
652840
3936
Och även om varje cell
har ungefär 2000 gener,
har ungefär 2000 gener,
11:08
that's one tenth the size
of the human genome --
of the human genome --
207
656800
3576
vilket motsvarar en tiondel
av människans genom,
av människans genom,
så ser vi när vi sekvenserar allt fler
11:12
as you sequence more and more,
208
660400
1456
11:13
you find that they only have
a thousand of those in common
a thousand of those in common
209
661880
4696
att cellerna bara har
tusen av generna gemensamt.
tusen av generna gemensamt.
11:18
and the other thousand
for each individual strain
for each individual strain
210
666600
3096
För varje enskild stam
har de andra tusen generna
har de andra tusen generna
11:21
is drawn from an enormous gene pool,
211
669720
2576
tagits från en enorm genpool
11:24
and it reflects the particular environment
that the cell might have thrived in,
that the cell might have thrived in,
212
672320
6616
som speglar den specifika miljö
som cellen levde i,
som cellen levde i,
11:30
not just high or low light
or high or low temperature,
or high or low temperature,
213
678960
2976
inte bara ljusmängden eller temperaturen
utan om de begränsas av tillgången
på särskilda näringsämnen,
på särskilda näringsämnen,
11:33
but whether there are
nutrients that limit them
nutrients that limit them
214
681960
2776
11:36
like nitrogen, phosphorus or iron.
215
684760
2456
som kväve, fosfor eller järn.
11:39
It reflects the habitat
that they come from.
that they come from.
216
687240
2520
Det speglar miljön som de kommer från.
11:42
Think of it this way.
217
690400
1200
Tänk på det så här.
11:45
If each cell is a smartphone
218
693040
3256
Varje cell är som en smart telefon
11:48
and the apps are the genes,
219
696320
1920
och apparna är generna.
11:51
when you get your smartphone,
it comes with these built-in apps.
it comes with these built-in apps.
220
699080
3456
När du får din telefon har den
förinstallerade appar.
förinstallerade appar.
11:54
Those are the ones that you can't delete
if you're an iPhone person.
if you're an iPhone person.
221
702560
3216
Det är dem som du inte kan ta bort
om du har en iPhone.
om du har en iPhone.
Du trycker på dem men de skakar inte
och de har inga kryss.
och de har inga kryss.
11:57
You press on them and they don't jiggle
and they don't have x's.
and they don't have x's.
222
705800
3056
Även om du inte vill ha dem
kan du inte ta bort dem.
kan du inte ta bort dem.
12:00
Even if you don't want them,
you can't get rid of them.
you can't get rid of them.
223
708880
2616
12:03
(Laughter)
224
711520
2576
(Skratt)
12:06
Those are like the core genes
of Prochlorococcus.
of Prochlorococcus.
225
714120
3136
De apparna är som nyckelgenerna
hos Prochlorococcus.
hos Prochlorococcus.
12:09
They're the essence of the phone.
226
717280
2056
De är telefonens grundbultar.
12:11
But you have a huge pool
of apps to draw upon
of apps to draw upon
227
719360
4976
Men du har en uppsjö av appar
att välja bland
att välja bland
12:16
to make your phone custom-designed
for your particular lifestyle and habitat.
for your particular lifestyle and habitat.
228
724360
5736
för att anpassa din telefon
till din livsstil och livsmiljö.
till din livsstil och livsmiljö.
12:22
If you travel a lot,
you'll have a lot of travel apps,
you'll have a lot of travel apps,
229
730120
3816
Om du reser mycket har du många reseappar.
12:25
if you're into financial things,
you might have a lot of financial apps,
you might have a lot of financial apps,
230
733960
4816
Om du gillar finansmarknaden
har du kanske många finansappar.
har du kanske många finansappar.
12:30
or if you're like me,
231
738800
1536
Och om du är som jag
12:32
you probably have a lot of weather apps,
232
740360
1936
har du förmodligen många väderappar
12:34
hoping one of them will tell you
what you want to hear.
what you want to hear.
233
742320
2616
och hoppas att en av dem
säger det du vill höra.
säger det du vill höra.
12:36
(Laughter)
234
744960
1336
(Skratt)
12:38
And I've learned the last
couple days in Vancouver
couple days in Vancouver
235
746320
2376
De senaste dagarna
har jag insett att i Vancouver
har jag insett att i Vancouver
12:40
that you don't need a weather app --
you just need an umbrella.
you just need an umbrella.
236
748720
2976
behöver man inte någon väderapp –
bara ett paraply.
bara ett paraply.
12:43
So --
237
751720
1216
Så –
12:44
(Laughter)
238
752960
2176
(Skratt)
12:47
(Applause)
239
755160
2696
(Applåder)
12:49
So just as your smartphone tells us
something about how you live your life,
something about how you live your life,
240
757880
5936
På samma sätt som telefonen
kan berätta något om ditt liv
kan berätta något om ditt liv
12:55
your lifestyle,
241
763840
1296
och din livsstil
12:57
reading the genome
of a Prochlorococcus cell
of a Prochlorococcus cell
242
765160
2616
så kan vi läsa genomet från
en Prochlorococcus-cell
en Prochlorococcus-cell
12:59
tells us what the pressures are
in its environment.
in its environment.
243
767800
4040
för att få veta vilka hinder
den stöter på i sin miljö.
den stöter på i sin miljö.
13:04
It's like reading its diary,
244
772680
1976
Det är som att läsa dess dagbok
13:06
not only telling us how it got
through its day or its week,
through its day or its week,
245
774680
3776
där det inte bara står vad cellen upplevde
under en dag eller vecka
under en dag eller vecka
13:10
but even its evolutionary history.
246
778480
2680
utan hela dess evolutionshistoria.
13:14
As we studied -- I said we've
sequenced hundreds of these cells,
sequenced hundreds of these cells,
247
782200
3216
Vi har sekvenserat
hundratals av de här cellerna
hundratals av de här cellerna
13:17
and we can now project
248
785440
1856
och nu kan vi räkna ut
13:19
what is the total genetic size --
249
787320
4136
den totala genetiska storleken –
13:23
gene pool --
250
791480
1216
genpoolen –
13:24
of the Prochlorococcus
federation, as we call it.
federation, as we call it.
251
792720
3496
av vad vi kallar
Prochlorococcus-"federationen".
Prochlorococcus-"federationen".
13:28
It's like a superorganism.
252
796240
1656
Den är som en superorganism.
13:29
And it turns out that projections are
253
797920
2616
Och det uppskattas att
13:32
that the collective has 80,000 genes.
254
800560
3016
det kollektivt finns 80 000 gener.
13:35
That's four times the size
of the human genome.
of the human genome.
255
803600
2936
Det är fyra gånger så många
som i det mänskliga genomet.
som i det mänskliga genomet.
13:38
And it's that diversity of gene pools
256
806560
4416
Och mångfalden av genpooler
13:43
that makes it possible for them
257
811000
2016
gör det möjligt för dem
13:45
to dominate these large
regions of the oceans
regions of the oceans
258
813040
2256
att vara så dominerande
i stora delar av haven
i stora delar av haven
13:47
and maintain their stability
259
815320
1736
och att förbli stabila
13:49
year in and year out.
260
817080
1920
år ut och år in.
13:52
So when I daydream about Prochlorococcus,
261
820680
3176
När jag dagdrömmer om Prochlorococcus
13:55
which I probably do more
than is healthy --
than is healthy --
262
823880
2456
vilket jag nog gör oftare
än vad som är sunt –
än vad som är sunt –
13:58
(Laughter)
263
826360
1696
(Skratt)
14:00
I imagine them floating out there,
264
828080
3376
så tänker jag att de flyter runt
14:03
doing their job,
265
831480
1296
och gör sitt jobb,
14:04
maintaining the planet,
266
832800
1536
håller planeten igång
14:06
feeding the animals.
267
834360
3176
och ger mat till djuren.
14:09
But also I inevitably end up
268
837560
2176
Men oundvikligen börjar jag också
14:11
thinking about what
a masterpiece they are,
a masterpiece they are,
269
839760
3416
tänka på vilka mästerverk de är
14:15
finely tuned by millions
of years of evolution.
of years of evolution.
270
843200
3896
och hur de har finjusterats
under miljontals år av evolution.
under miljontals år av evolution.
14:19
With 2,000 genes,
271
847120
2000
Med 2000 gener
14:21
they can do what
all of our human ingenuity
all of our human ingenuity
272
849960
2456
kan de göra det som
människans samlade påhittighet
människans samlade påhittighet
14:24
has not figured out how to do yet.
273
852440
2256
inte har hittat en lösning på ännu.
14:26
They can take solar energy, CO2
274
854720
2976
De kan ta solenergi och koldioxid
14:29
and turn it into chemical energy
in the form of organic carbon,
in the form of organic carbon,
275
857720
3496
och omvandla det till kemisk energi
i form av organiskt kol,
i form av organiskt kol,
14:33
locking that sunlight
in those carbon bonds.
in those carbon bonds.
276
861240
3280
och sluta in solljuset i kolbindningarna.
14:37
If we could figure out
exactly how they do this,
exactly how they do this,
277
865760
3536
Om vi kunde ta reda på exakt hur de gör
14:41
it could inspire designs
278
869320
3016
skulle det kunna inspirera lösningar
14:44
that could reduce
our dependency on fossil fuels,
our dependency on fossil fuels,
279
872360
2936
som kunde minska vårt
beroende av fossila bränslen
beroende av fossila bränslen
14:47
which brings my story full circle.
280
875320
2800
och då är vi tillbaka där vi började.
14:51
The fossil fuels that are buried
that we're burning
that we're burning
281
879160
2896
De fossila bränslena
som vi tar upp ur jorden och förbränner
som vi tar upp ur jorden och förbränner
14:54
took millions of years
for the earth to bury those,
for the earth to bury those,
282
882080
4816
uppstod under miljontals år,
14:58
including those ancestors
of Prochlorococcus,
of Prochlorococcus,
283
886920
3016
bland annat tack vare
förfäderna till Prochlorococcus,
förfäderna till Prochlorococcus,
15:01
and we're burning that now
in the blink of an eye
in the blink of an eye
284
889960
2896
och nu förbränner vi dem
på vad som är ett ögonblick
på vad som är ett ögonblick
15:04
on geological timescales.
285
892880
1936
ur ett geologiskt perspektiv.
15:06
Carbon dioxide is increasing
in the atmosphere.
in the atmosphere.
286
894840
2896
Halten av koldioxid i atmosfären ökar.
15:09
It's a greenhouse gas.
287
897760
1576
Det är en växthusgas.
15:11
The oceans are starting to warm.
288
899360
2096
Haven börjar värmas upp.
15:13
So the question is,
what is that going to do
what is that going to do
289
901480
2736
Så frågan är hur det kommer att påverka
15:16
for my Prochlorococcus?
290
904240
2496
mina Prochlorococcus.
15:18
And I'm sure you're expecting me to say
that my beloved microbes are doomed,
that my beloved microbes are doomed,
291
906760
4936
Ni förväntar er säkert att jag ska säga
att det är ute med mina älskade mikrober
att det är ute med mina älskade mikrober
15:23
but in fact they're not.
292
911720
1320
men det är det faktiskt inte.
15:25
Projections are that their populations
will expand as the ocean warms
will expand as the ocean warms
293
913960
5656
Prognoser visar att deras populationer
ökar när haven blir varmare
ökar när haven blir varmare
15:31
to 30 percent larger by the year 2100.
294
919640
3880
och att de år 2100
kommer att vara 30 procent större.
kommer att vara 30 procent större.
15:36
Does that make me happy?
295
924000
1400
Gör det mig glad?
15:38
Well, it makes me happy
for Prochlorococcus of course --
for Prochlorococcus of course --
296
926320
2656
Nja, jag blir så klart glad
för Prochlorococcus skull –
för Prochlorococcus skull –
15:41
(Laughter)
297
929000
2296
(Skratt)
15:43
but not for the planet.
298
931320
2400
men inte för planetens.
Det finns vinnare och förlorare
15:46
There are winners and losers
299
934480
1376
15:47
in this global experiment
that we've undertaken,
that we've undertaken,
300
935880
3256
i det globala experiment
som vi är i färd med,
som vi är i färd med,
15:51
and it's projected that among the losers
301
939160
2976
och enligt prognoserna
hittar vi bland förlorarna
hittar vi bland förlorarna
15:54
will be some of those
larger phytoplankton,
larger phytoplankton,
302
942160
2056
några av de större växtplanktonen,
15:56
those charismatic ones
303
944240
1296
de där karismatiska arterna
15:57
which are expected
to be reduced in numbers,
to be reduced in numbers,
304
945560
2816
som väntas bli allt bli färre,
16:00
and they're the ones that feed
the zooplankton that feed the fish
the zooplankton that feed the fish
305
948400
3496
och de äts av djurplankton
som sedan äts av fiskar
som sedan äts av fiskar
16:03
that we like to harvest.
306
951920
1400
som vi själva gärna fångar.
16:08
So Prochlorococcus has been
my muse for the past 35 years,
my muse for the past 35 years,
307
956600
4456
Prochlorococcus har varit min musa
de senaste 35 åren,
de senaste 35 åren,
16:13
but there are legions
of other microbes out there
of other microbes out there
308
961080
2376
men det finns otaliga mikrober där ute
16:15
maintaining our planet for us.
309
963480
2160
som tar hand om planeten åt oss.
16:18
They're out there
310
966360
2056
De finns där ute
16:20
ready and waiting for us to find them
so they can tell their stories, too.
so they can tell their stories, too.
311
968440
4256
och bara väntar på att bli upptäckta
och få berätta sina historier.
och få berätta sina historier.
16:24
Thank you.
312
972720
1216
Tack.
16:25
(Applause)
313
973960
5600
(Applåder)
ABOUT THE SPEAKER
Penny Chisholm - Microbial oceanographer, authorPenny Chisholm studies an extremely tiny microorganism that plays an enormous role in ocean ecosystems. Discovered only three decades ago, it has defined her career and inspired her to think differently about life on Earth.
Why you should listen
Penny Chisholm (whose scientific works are published under the name Sallie Chisholm) has been studying microscopic plants called phytoplankton since she was an undergraduate. After she joined the MIT faculty, in the 1980s she was lucky enough to be involved in the discovery of the smallest and most abundant phytoplankter on the planet: Prochlorococcus. Less that 1/100th the width of a human hair, this tiny photosynthetic microbe thrives in the sunlit surface waters across large swaths of the global ocean, where it uses the sun's energy to release oxygen, consume carbon dioxide and grow. There are an estimated three billion billion billion of these tiny cells in the global ocean where they provide sustenance for other microorganisms and fuel ocean food webs. "Prochlorococcus has been my muse for more than 30 years," Chisholm says. "It has taught me an enormous amount about the role of photosynthesis in shaping our planet, and about the power of diversity. Most important, it has taught me to be humbled by the mind-blowing complexity of the natural world."
Chisholm is one of ten Institute Professors at MIT and has received many honors for her research on Prochlorococcus, including the 2011 National Medal of Science awarded by President Obama at the White House. She has also co-authored a series of children's books about the role of photosynthesis in shaping our world.
Penny Chisholm | Speaker | TED.com