Fonte: Laboratorio di Jeff Salacup - Università del Massachusetts Amherst

La distribuzione di un gruppo di biomarcatori organici chiamati glicerolo-dialchilglicerolo-tetraeteri (GDFT), prodotti da una serie di archaea e batteri, sono stati trovati nei sedimenti moderni per cambiare in modo prevedibile in risposta alla temperatura dell'aria o dell'acqua^1,2. Pertanto, la distribuzione di questi biomarcatori in una sequenza di sedimenti di età nota può essere utilizzata per ricostruire l'evoluzione della temperatura dell'aria e/o dell'acqua su scale temporali da decadali a millenarie (Figura 1). La produzione di lunghe registrazioni ad alta risoluzione dei climi passati, chiamate paleoclimatologia, dipende dalla rapida analisi di centinaia, forse migliaia di campioni. Le tecniche di estrazione più vecchie, come la sonicazione o Soxhlet, sono troppo lente. Tuttavia, la nuova tecnica di estrazione con solvente accelerato è stata progettata tenendo presente l'efficienza.

Figura 1. Un esempio di un record paleoclimatiche che mostra cambiamenti nella temperatura superficiale del mare (SST) nel Mar Mediterraneo orientale negli ultimi ~ 27.000 anni³. Questo record comprende ~ 115 campioni e si basa sul proxy TEX₈₆ SST isoprenoidale basato su GDGT.

1. Raccolta dei materiali necessari

1. Estrarre campioni. I campioni (in questo caso, sedimenti) vengono congelati, liofilizzati, frantumati e omogeneizzati prima dell'estrazione ed estratti in gruppi per massimizzare l'efficienza.
2. A seconda delle dimensioni del campione, utilizzare flaconcini di raccolta con volumi di 40 o 60 ml. Per questo esperimento vengono utilizzate fiale di vetro borosilicato (40 ml) e tappi sicuri con solvente. Bruciare flaconcini, pipette di vetro borosilicato e barattoli di pes

Alla fine dell'estrazione, c'è un estratto lipidico totale (TLE) per ogni campione. Ogni fiala ora contiene la materia organica estraibile da un sedimento, un suolo o un tessuto vegetale. Questi TLE possono essere analizzati e i loro costituenti chimici identificati e quantificati.

I TLE dei campioni estratti contengono un ampio spettro di diversi composti organici, compresi i GDCT da utilizzare per ricostruire le temperature antiche. Glicerolo-dialchilglicerolo-tetraeteri sono una vasta suite di biomarcatori che mostrano sensibilità alle temperature di crescita. Esistono due gruppi di GDCT, ramificati e isoprenoidi, che differiscono nel carattere dei modelli ramificati sui gruppi alchilici principali (Figura 3). Nell'oceano, un gruppo cosmopolita di archaea, chia.

1. Schouten, S. et al. Distributional variations in marine crenarchaeotal membrane lipids: a new tool for reconstructing ancient sea water temperatures?, Earth and Planetary Science Letters, 204(1-2), 265-274 (2002).
2. Weijers, J. W. H. et al. Environmental controls on bacterial tetraether membrane lipid distribution in soils, Geochimica et Cosmochimica Acta, 71(3), 703-713 (2007).
3. Castaneda, I. S. et al. Millennial-scale sea surface temperature changes in the eastern Mediterranean (Nile River Delta region) over the last 27,000 years, Paleoceanography, 25, 13 (2010).
4. Damste, J. S. S. et al. Crenarchaeol: the characteristic core glycerol dibiphytanyl glycerol tetraether membrane lipid of cosmopolitan pelagic crenarchaeota, J Lipid Res, 43(10), 1641-1651 (2002).
5. Hopmans, E. C. et al. A novel proxy for terrestrial organic matter in sediments based on branched and isoprenoid tetraether lipids, Earth and Planetary Science Letters, 224(1-2), 107-116 (2004).
6. Tierney, J. E., Russell J. M. Distributions of branched GDGTs in a tropical lake system: Implications for lacustrine application of the MBT/CBT paleoproxy, Organic Geochemistry, 40(9), 1032-1036 (2009).
7. Damste, J. S. S. et al. 13,16-Dimethyl Octacosanedioic Acid (iso-Diabolic Acid), a Common Membrane-Spanning Lipid of Acidobacteria Subdivisions 1 and 3, Appl Environ Microb, 77(12), 4147-4154 (2011).