Mae microbau bychain sy'n ffurfio creigiau mawr wrthi'n adeiladu eu hamgylchedd eu hunain

Mae coccolithofforidau yn ficrobau planctonig bychain sy'n drifftio gyda cherrynt y cefnfor. Er eu bod yn fach iawn, bu eu presenoldeb trwy gydol amser daearegol yn amlwg ledled y byd ar ffurf dyddodion carreg galch helaeth, gan gynnwys clogwyni gwyn Dofr.

White cliffsMae ymchwil newydd wedi canfod bod yr organebau bychain hyn wrthi'n biobeiriannu eu hamgylchedd uniongyrchol er mwyn gwella eu twf. 

Cyhoeddwyd yr ymchwil yn Proceedings of the Royal Society B gan grŵp o wyddonwyr, dan arweiniad yr Athro Kevin Flynn o'r Coleg Gwyddoniaeth ym Mhrifysgol Abertawe, ar y cyd â chydweithwyr o Labordy Morol Plymouth a'r Gymdeithas Bioleg Forol. 

Cafodd clogwyni sialc gwyn Dofr, sydd â thrwch o hyd at 500 metr mewn rhai llefydd, eu ffurfio gan weddillion y microbau bychain hyn, gan gronni ar raddfa o oddeutu hanner milimetr y flwyddyn.

Ledled y byd a thrwy gydol amser daearegol, cafodd dyddodion enfawr eu gadael, gan fynd â CO2 o'r amgylchedd, ac mae hyn yn parhau i ddigwydd. Caiff y C02 ei gloi yn y strwythurau sy’n debyg i blatiau a gynhyrchir gan y plancton, sy'n ffurfio'r garreg galch yn y pen draw.

Mae dal a storio CO2 ar raddfa mor helaeth wedi cael effaith hirdymor ar hinsawdd y Ddaear, gan newid amodau ar gyfer bywyd a chan osgoi'r cynnydd afreolus o’r fath a welwyd ar Fenws, y mae'n bosib y byddai'n planed ni wedi'i brofi fel arall. 

Bu gwyddonwyr yn ymwybodol ers amser maith o'r broses y tu ôl i ffurfiad y dyddodiadau carreg galch enfawr, ond roedd y rheswm pam y mae'r plancton yn ffurfio'r platiau sialcog sy'n ffurfio eu 'cregyn' yn y lle cyntaf wedi parhau i fod yn ddirgelwch. Mae damcaniaethau amrywiol wedi awgrymu eu bod yn gweithredu fel amddiffyniad rhag porwyr, eu bod yn weithredol fel amddiffyniad rhag yr haul neu er mwyn annog ffotosynthesis. 

Mae'r ymchwil newydd yn cynnig bod yr organebau bach hyn wrthi'n biobeiriannu eu hamgylchedd uniongyrchol er mwyn hyrwyddo eu twf.

Esboniodd yr Athro Kevin Flynn o Brifysgol Abertawe, a arweiniodd yr ymchwil:

Mae wyneb y Ddaear yn dra gwahanol i Fenws oherwydd y dull biogeogemegol o dynnu CO2 o’r amgylchedd i mewn i garreg calch. Mae llawer o'r calcheiddio hwnnw'n digwydd oherwydd organebau morol microsgopig, a elwir yn goccolithofforidau, sy'n syntheseiddio cennau sialc a elwir yn goccolithau.

Bu'r rheswm pam y mae'r organebau hyn yn cynhyrchu coccolithau o ddiddordeb mawr i wyddonwyr ers degawdau, a hyd yn hyn ni fu esboniad pendant. 

Yma rydym yn cyflwyno hypothesis newydd ar gyfer cynhyrchu coccolithau sy'n cyd-fynd â'r data, ac sy'n cynnig agwedd bwysig newydd i ni o ddeall sut y bydd coccolithofforidau'n ymateb i asideiddio'r cefnforoedd. Ein hypothesis yw bod yr organebau hyn yn biobeiriannu eu hamgylchedd er mwyn sefydlogi'r pH.

Ystyriodd y gwyddonwyr Emiliania huxleyii, sef y rhywogaeth flodeuo fwyaf toreithiog yn y byd - gall un blŵm mawr unigol gynnwys hyd at fil o filiynau o filiynau o unigolion y gellir eu gweld o'r gofod, ac felly mae'n rhywogaeth allweddol mewn cylchoedd carbon byd-eang.   

Mae pob organeb yn addasu ei hamgylchedd i ryw raddau o ganlyniad i waredu adnoddau megis maetholion a rhyddhau gwastraff. Mae ffytoplancton morol megis Emiliania hefyd yn gwaredu CO2 yn ystod ffotosynthesis i gefnogi eu twf. Trwy wneud hyn caiff cemeg y dŵr môr ei haddasu, gan arwain at gynnydd mewn pH, ac mae'r dŵr yn mynd yn fwy alcalïaidd. 

Fel pob organeb sy'n byw yn agos gyda'u hamgylchoedd, caiff eu goroesiad eu hyrwyddo mewn amgylchedd sefydlog, ac yn wir cafnu'r gwyddonwyr fod twf ar pH sefydlog o fudd i'r organeb. Felly, trwy gynyddu pH, ymddengys fod Emiliania yn ei rhoi ei hun mewn perygl.

Single lithed cellFodd bynnag, mae'r broses o galcheiddio yn arwain i'r dŵr gael ei asideiddio. Mae gan asideiddio sydd wedi'i reoli'n ddigonol yn ystod calcheiddio'r gallu i gydbwyso baseiddio yn ystod ffotosynthesis, gan sefydlogi amgylchedd y plancton i hyrwyddo twf.

Mae'r astudiaethau modelu a gynhaliwyd gan y gwyddonwyr yn dangos bod y cyfraddau calcheiddio mewn perthynas â ffotosynthesis a welir mewn coccolithofforidau, megis Emiliania, yn gyson â chalcheiddio, gan ddarparu mecanwaith i biobeiriannu eu hamgylchedd i sefydlogi pH. Byddai gweithgarwch o'r fath yn hynod fanteisiol mewn cyfnodau o ddwysedd celloedd uchel yn ystod blodeuo.

Fodd bynnag, mae'r gwyddonwyr hefyd wedi dod i'r casgliad os bydd asideiddio'r cefnforoedd yn parhau, bydd dethol naturiol yn debygol o ffafrio rhywogaethau o goccolithofforau sy'n calcheiddio'n llai na fyddant felly’n 'gor-asideiddio' eu hamgylchedd.

O ganlyniad, mae'r Athro Kevin Flynn, a arweiniodd yr ymchwil, yn honni na allwn gymryd yn ganiataol y caiff CO2 a ryddheir yn anthropogenigol ei ddal a'i storio mewn sialc ar yr un raddfa ar gyfer pob cell Emiliania yn y dyfodol fel sydd wedi digwydd yn y gorffennol.