Onderzoek naar proxies voor paleotemperatuur op basis van hydroxylated tetraether lipiden van archaea

Department

Theme

Phd cover Devika Varma.

Inzicht in de temperaturen van het zeeoppervlak (sea surface temperature, SST's) in het verleden is cruciaal voor het reconstrueren van de klimaatgeschiedenis van de aarde. Devika Varma heeft haar promotieonderzoek gericht op specifieke biomoleculen geproduceerd door archaea, genaamd OH-isoGDGTs, als indicatoren of proxies voor SSTs. Door verschillende proxies in mariene en terrestrische omgevingen te evalueren, belicht het onderzoek hun betrouwbaarheid, beperkingen en milieu-invloeden. Op 3 maart verdedigt ze haar proefschrift aan de Universiteit Utrecht.

Korte samenvatting

Inzicht in de temperaturen van het zeeoppervlak (sea surface temperatures, SSTs) in het verleden is de sleutel tot het blootleggen van de klimaatgeschiedenis van de aarde. Dit onderzoek richt zich op biomoleculen genaamd OH-isoGDGTs, geproduceerd door archaeale micro-organismen, als indicatoren van vroegere SST, zogenaamde proxies. Verschillende van zulke proxies, waaronder %OH, RI-OH, RI-OH', en een nieuw ontwikkelde proxy, TEX86OH, werden getest in diverse mariene en terrestrische omgevingen om hun betrouwbaarheid en beperkingen te evalueren.  

Wereldwijd vertoonden OH-isoGDGTs zonder cyclopentaanringen een sterk verband met temperatuur, terwijl die met één of twee ringen beïnvloed werden door waterdiepte. TEX86OH, een nieuwe proxy, werd ontwikkeld voor het reconstrueren van SSTs in polaire omgevingen, waar deze een grotere gevoeligheid liet zien. Laboratoriumexperimenten met microben die OH-isoGDGTs produceren, toonden aan dat sommige proxies, zoals RI-OH en RI-OH', toenamen met toenemende groeitemperatuur, terwijl andere, zoals %OH, inconsistente patronen vertoonden. Dit onderstreept de complexiteit van fysiologische controles op deze moleculen. 

In rivieren en bodems waren OH-isoGDGTs minder talrijk dan in het mariene milieu. Dit zou kunnen leiden tot overschatting van SSTs in mariene gebieden in de buurt van riviermondingen. In half-ingesloten zeeën zoals de Middellandse Zee werd waargenomen dat %OH en TEX86OH beïnvloed werden door de waterdiepte, wat veranderingen weerspiegelt in de OH-isoGDGT overvloed in microbiële gemeenschappen die op verschillende waterdieptes leven. Daarentegen beperkte de lage overvloed aan OH-isoGDGTs in de Rode Zee het gebruik ervan in die regio. 

Sedimenten van de Chileense en Angolese randen vertoonden vergelijkbare records van TEX86-, RI-OH- en RI-OH'-proxies tussen diepe en ondiepe locaties, wat suggereert dat de moleculen voornamelijk afkomstig zijn uit bovenste oceaanlagen. Toekomstig onderzoek zou gericht moeten worden op het verfijnen van deze proxies, en op microbiële aanpassingen bij OH-isoGDGT-producenten. 

Praktische informatie:

  • Titel: Investigating paleotemperature proxies based on archaeal hydroxylated tetraether lipids
  • Promotor: prof. dr. ir. Stefan Schouten
  • Copromotor: prof. dr. Gert-Jan Reichart
  • Datum: 3 maart 2025, 14.15 uur
  • Locatie: Academiegebouw van de Universiteit Utrecht