ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Penny Chisholm | Speaker | TED.com
TED2018

Penny Chisholm: The tiny creature that secretly powers the planet

Пенни Чишолм: Крошечные живые организмы, которые тайно питают планету

Filmed:
1,463,084 views

Океанограф Пенни Чишолм познакомит нас с изумительными существами Prochlorococcus — самыми многочисленными фотосинтезирующими организмами на планете. Морской микроорганизм, просуществовавший миллиарды лет, Prochlorococcus был обнаружен лишь в середине 1980-х годов, но его древний генетический код может содержать ключ к тому, как нам уменьшить нашу зависимость от горючих ископаемых.
- 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

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
I'd like to introduceвводить you
to a tinyкрошечный microorganismмикроорганизм
0
760
2840
Я хочу познакомить вас с микроорганизмами,
о которых вы, возможно,
никогда не слышали.
00:16
that you've probablyвероятно never heardуслышанным of:
1
4880
1736
00:18
its nameимя is ProchlorococcusProchlorococcus,
2
6640
1976
Они носят название Prochlorococcus,
00:20
and it's really an amazingудивительно little beingявляющийся.
3
8640
2200
и это совершенно удивительные создания.
00:23
For one thing, its ancestorsпредки
4
11680
2896
Во-первых, их предки
00:26
changedизменено the earthЗемля in waysпути
that madeсделал it possibleвозможное for us to evolveэволюционировать,
5
14600
3816
изменили планету таким образом,
что наша эволюция стала возможной,
00:30
and hiddenскрытый in its geneticгенетический codeкод
6
18440
2056
и в их генетическом коде заложены схемы,
00:32
is a blueprintплан
7
20520
1776
00:34
that mayмай inspireвнушать waysпути to reduceуменьшить
our dependencyзависимость on fossilископаемое fuelтопливо.
8
22320
5280
которые могли бы помочь нам уменьшить
зависимость от ископаемого топлива.
00:40
But the mostбольшинство amazingудивительно thing
9
28480
1856
Но самое удивительное в том,
00:42
is that there are
threeтри billionмиллиард billionмиллиард billionмиллиард
10
30360
2616
что на планете три миллиарда
миллиардов миллиардов
00:45
of these tinyкрошечный cellsячейки on the planetпланета,
11
33000
1816
этих крошечных клеток,
00:46
and we didn't know they existedсуществовавший
untilдо 35 yearsлет agoтому назад.
12
34840
3320
а мы узнали об их существовании
только 35 лет назад.
00:51
So to tell you theirих storyистория,
13
39280
1456
Чтобы рассказать их историю,
00:52
I need to first take you way back,
14
40760
2240
мне необходимо перенестись
00:55
four4 billionмиллиард yearsлет agoтому назад, when the earthЗемля
mightмог бы have lookedсмотрел something like this.
15
43800
3620
на четыре миллиона лет назад,
когда планета выглядела примерно так.
01:00
There was no life on the planetпланета,
16
48480
1856
На планете не было жизни,
01:02
there was no oxygenкислород in the atmosphereатмосфера.
17
50360
2280
в атмосфере отсутствовал кислород.
01:05
So what happenedполучилось to changeизменение that planetпланета
into the one we enjoyнаслаждаться todayCегодня,
18
53320
5656
Какие же события способствовали изменению
планеты до её нынешнего состояния
01:11
teemingбитком набитый with life,
19
59000
1816
планеты, наполненной жизнью,
01:12
teemingбитком набитый with plantsрастения and animalsживотные?
20
60840
1640
растениями и животными?
01:15
Well, in a wordслово, photosynthesisфотосинтез.
21
63480
2280
Кратко говоря, это был фотосинтез.
01:19
About two and a halfполовина billionмиллиард yearsлет agoтому назад,
22
67080
2096
Около двух с половиной
миллиардов лет назад
01:21
some of these ancientдревний ancestorsпредки
of ProchlorococcusProchlorococcus evolvedэволюционировали
23
69200
3936
некоторые древние предки
Prochlorococcus эволюционировали
01:25
so that they could use solarсолнечный energyэнергия
24
73160
2336
так, что смогли использовать
солнечную энергию,
01:27
and absorbабсорбировать it
25
75520
1296
поглощать её
01:28
and splitТрещина waterводы into its componentкомпонент partsчасти
of oxygenкислород and hydrogenводород.
26
76840
5016
и ращиплять воду на кислород и водород.
01:33
And they used the chemicalхимическая energyэнергия producedпроизведенный
27
81880
2416
А энергию от этой химической реакции
они использовали
01:36
to drawпривлечь COКолорадо2, carbonуглерод dioxideдиоксид,
out of the atmosphereатмосфера
28
84320
3896
для поглощения углекислого газа
из атмосферы
01:40
and use it to buildстроить sugarsсахара
and proteinsбелки and aminoамино- acidsкислоты,
29
88240
3816
и формировали из него белки,
сахар и аминокислоты —
01:44
all the things that life is madeсделал of.
30
92080
2400
всё, что необходимо для жизни на планете.
01:47
And as they evolvedэволюционировали and grewвырос more and more
31
95560
3096
По мере того, как микроорганизмы
эволюционировали и размножались
01:50
over millionsмиллионы and millionsмиллионы of yearsлет,
32
98680
2056
на протяжении миллионов миллионов лет,
01:52
that oxygenкислород accumulatedнакопленный in the atmosphereатмосфера.
33
100760
3080
кислород накопился в атмосфере.
01:57
UntilДо about 500 millionмиллиона yearsлет agoтому назад,
34
105480
2496
Примерно 500 миллионов лет назад
02:00
there was enoughдостаточно in the atmosphereатмосфера
that largerбольше organismsмикроорганизмы could evolveэволюционировать.
35
108000
3696
кислорода в атмосфере стало достаточно
для образования больших организмов.
02:03
There was an explosionвзрыв of life-formsформы жизни,
36
111720
1936
Это было всплеском различных форм жизни,
02:05
and, ultimatelyв конечном счете, we appearedпоявился on the sceneместо действия.
37
113680
2560
и в конечном итоге на Земле появились мы.
02:09
While that was going on,
38
117000
1320
Во время этих изменений
02:11
some of those ancientдревний
photosynthesizersphotosynthesizers diedумер
39
119440
3216
некоторые древние виды
фотосинтезаторов вымерли,
02:14
and were compressedсжатый and buriedпохороненный,
40
122680
1680
были сплющены, погребены под землёй
02:17
and becameстал fossilископаемое fuelтопливо
41
125160
2096
и превратились в ископаемое топливо,
02:19
with sunlightСолнечный лучик buriedпохороненный
in theirих carbonуглерод bondsоблигации.
42
127280
4136
сохранив солнечный свет
в своих углеродных связях.
02:23
They're basicallyв основном buriedпохороненный sunlightСолнечный лучик
in the formформа of coalкаменный уголь and oilмасло.
43
131440
4680
Они, по существу, захоронили
солнечный свет в форме угля и нефти.
02:29
Today'sСегодняшние photosynthesizersphotosynthesizers,
44
137080
1576
Сегодняшние фотосинтезаторы
02:30
theirих enginesдвигатели are descendedспускался
from those ancientдревний microbesмикробы,
45
138680
5656
своим образованием обязаны
с древним микробам,
02:36
and they feedкорм basicallyв основном
all of life on earthЗемля.
46
144360
3240
и, фактически, они
насыщают жизнью всю планету.
02:40
Your heartсердце is beatingбитье
usingс помощью the solarсолнечный energyэнергия
47
148440
3336
Ваше сердце бьётся
благодаря солнечному свету,
02:43
that some plantрастение processedобработанный for you,
48
151800
2216
переработанному для вас растениями,
02:46
and the stuffматериал your bodyтело is madeсделал out of
49
154040
2416
и ваши тела состоят
02:48
is madeсделал out of COКолорадо2
50
156480
1616
из углекислого газа,
02:50
that some plantрастение processedобработанный for you.
51
158120
2440
который обрабатывают для вас растения.
02:53
BasicallyВ основном, we're all madeсделал
out of sunlightСолнечный лучик and carbonуглерод dioxideдиоксид.
52
161480
4280
В основном мы все состоим
из солнечного света и углекислого газа.
02:58
FundamentallyВ корне, we're just hotгорячий airвоздух.
53
166640
2056
По сути, мы просто нагретый воздух.
03:00
(LaughterСмех)
54
168720
2320
(Смех)
03:04
So as terrestrialземной beingsсущества,
55
172560
1696
Как наземные обитатели
03:06
we're very familiarзнакомые
with the plantsрастения on landземельные участки:
56
174280
3056
мы хорошо знакомы с земными растениями:
03:09
the treesдеревья, the grassesзлаки,
the pasturesпастбища, the cropsкультуры.
57
177360
4616
деревьями, травами, пастбищами, жатвой.
03:14
But the oceansокеаны are filledзаполненный
with billionsмиллиарды of tonsтонны of animalsживотные.
58
182000
3816
Но и в океанах проживают
миллиарды тон животных.
03:17
Do you ever wonderзадаваться вопросом what's feedingкормление them?
59
185840
2360
Вы когда-нибудь задумывались,
чем они питаются?
03:21
Well there's an invisibleневидимый pastureвыгон
60
189400
2376
Так вот, там есть невидимые пастбища
03:23
of microscopicмикроскопический photosynthesizersphotosynthesizers
calledназывается phytoplanktonфитопланктон
61
191800
3776
микроскопических фотосинтезаторов
под названием фитопланктон,
03:27
that fillзаполнить the upperверхний
200 metersметры of the oceanокеан,
62
195600
2640
которые заполняют
200 метров верхней части океана
03:32
and they feedкорм the entireвсе
openоткрытый oceanокеан ecosystemэкосистема.
63
200000
3416
и благодаря которым
питается вся океанская экосистема.
03:35
Some of the animalsживотные
liveжить amongсреди them and eatесть them,
64
203440
2416
Одни виды живут
среди фитопланктона и питаются им,
03:37
and othersдругие swimплавать up
to feedкорм on them at night,
65
205880
2536
другие всплывают и едят
фитопланктон по ночам,
03:40
while othersдругие sitсидеть in the deepглубоко
and wait for them to dieумереть and settleселиться down
66
208440
3976
а некоторые спокойно сидят на глубине
и ждут их осевших на дно останков,
03:44
and then they chowчау down on them.
67
212440
1524
которые и поедают.
03:47
So these tinyкрошечный phytoplanktonфитопланктон,
68
215320
3096
Таким образом, крошечный фитопланктон
03:50
collectivelyколлективно, weighвзвешивать lessМеньше than
one percentпроцент of all the plantsрастения on landземельные участки,
69
218440
4136
весит в совокупности меньше,
чем один процент всех растений на суше,
03:54
but annuallyежегодно they photosynthesizeфотосинтез
as much as all of the plantsрастения on landземельные участки,
70
222600
4296
но ежегодно он фотосинтезирует
столько же, сколько все растения планеты,
03:58
includingв том числе the AmazonАмазонка rainforestтропические леса
71
226920
2416
включая тропические леса Амазонки,
04:01
that we considerрассматривать the lungsлегкие of the planetпланета.
72
229360
2200
которые мы называем лёгкими планеты.
04:04
Everyкаждый yearгод, they fixфиксировать
50 billionмиллиард tonsтонны of carbonуглерод
73
232280
3976
Каждый год они перерабатывают
50 миллиардов тон углерода
04:08
in the formформа of carbonуглерод dioxideдиоксид
into theirих bodiesтела
74
236280
3256
в виде углекислого газа
в собственных клетках,
04:11
that feedsкорма the oceanокеан ecosystemэкосистема.
75
239560
2680
который питает экосистему океана.
04:15
How does this tinyкрошечный amountколичество of biomassбиомасса
76
243120
2576
Каким образом
такое малое количество биомассы
04:17
produceпроизводить as much as all the plantsрастения on landземельные участки?
77
245720
2056
производит столько,
сколько все наземные растения?
04:19
Well, they don't have trunksстволы and stemsстебли
78
247800
2536
Ну, у них нет ни стволов, ни стеблей,
04:22
and flowersцветы and fruitsфрукты
and all that to maintainподдерживать.
79
250360
2936
ни цветов, ни фруктов,
которые надо поддерживать.
04:25
All they have to do is growрасти and divideделить
and growрасти and divideделить.
80
253320
2816
Их единственная задача —
расти и делиться, расти и делиться.
04:28
They're really leanопираться
little photosynthesisфотосинтез machinesмашины.
81
256160
3600
Они настоящие крошечные
фабрики фотосинтеза.
04:33
They really crankкривошип.
82
261519
1201
Настоящие трудоголики.
04:39
So there are thousandsтысячи
of differentдругой speciesвид of phytoplanktonфитопланктон,
83
267400
3896
Существуют тысячи
разновидностей фитопланктона
04:43
come in all differentдругой shapesформы and sizesразмеры,
84
271320
2176
различных форм и размеров,
04:45
all roughlyгрубо lessМеньше than the widthширина
of a humanчеловек hairволосы.
85
273520
3256
но практически все они меньше
толщины человеческого волоса.
04:48
Here, I'm showingпоказ you
some of the more beautifulкрасивая onesте,,
86
276800
3576
Сейчас я покажу вам самых красивых из них.
04:52
the textbookучебник versionsверсии.
87
280400
1480
Эдакие версии для учебника.
04:54
I call them the charismaticхаризматический
speciesвид of phytoplanktonфитопланктон.
88
282640
3240
Я называю их харизматическими
видами фитопланктона.
05:00
And here is ProchlorococcusProchlorococcus.
89
288120
3000
А вот это Prochlorococcus.
05:04
I know,
90
292120
1536
Я знаю,
05:05
it just looksвыглядит like a bunchгроздь
of schmutzSchmutz on a microscopeмикроскоп slideгорка.
91
293680
2936
выглядит, как кучка мусора
на слайде микроскопа.
05:08
(LaughterСмех)
92
296640
1576
(Смех)
05:10
But they're in there,
93
298240
1816
Но это они,
05:12
and I'm going to revealвыявить them
to you in a minuteминут.
94
300080
2760
и я покажу их вам через минуту.
05:15
But first I want to tell you
how they were discoveredобнаруженный.
95
303560
3560
Но сначала я хочу рассказать вам,
как они были открыты.
05:20
About 38 yearsлет agoтому назад,
96
308080
2136
Около 38 лет назад
05:22
we were playingиграть around with a technologyтехнологии
in my labлаборатория calledназывается flowтечь cytometryцитометрии
97
310240
4776
в моей лаборатории мы экспериментировали
с так называемой проточной цитометрией,
05:27
that was developedразвитая for biomedicalбиомедицинские researchисследование
for studyingизучение cellsячейки like cancerрак cellsячейки,
98
315040
4480
разработанной для биомедицинских
исследований раковых клеток,
05:33
but it turnsвитки out we were usingс помощью it
for this off-label-лейбл purposeцель
99
321080
3296
но оказалось, мы использовали
её не по назначению,
05:36
whichкоторый was to studyизучение phytoplanktonфитопланктон,
and it was beautifullyкрасиво suitedподходящий to do that.
100
324400
3960
а для изучения фитопланктона,
для чего она прекрасно подходила.
05:41
And here'sвот how it worksработает:
101
329480
1776
Вот как это работает:
05:43
so you injectвпрыскивать a sampleобразец
in this tinyкрошечный little capillaryкапиллярный tubeтрубка,
102
331280
3240
мы помещаем образец в капиллярную трубку,
05:47
and the cellsячейки go singleОдин fileфайл by a laserлазер,
103
335840
3496
и клетки двигаются цепочкой
друг за другом с помощью лазера,
05:51
and as they do, they scatterразброс lightлегкий
accordingв соответствии to theirих sizeразмер
104
339360
4056
и по мере движения они рассеивают свет
в соответствии с их размерами
05:55
and they emitиспускают lightлегкий accordingв соответствии
to whateverбез разницы pigmentsпигменты they mightмог бы have,
105
343440
3656
и испускают свет того пигмента,
которым у них имеется,
05:59
whetherбудь то they're naturalнатуральный
or whetherбудь то you stainпятно them.
106
347120
2616
будь то натуральный пигмент
или добавленный краситель.
06:01
And the chlorophylХлорофилл of phytoplanktonфитопланктон,
107
349760
2360
И хлорофилл фитопланктона —
06:05
whichкоторый is greenзеленый,
108
353160
1336
он зелёного цвета —
06:06
emitsизлучает redкрасный lightлегкий
when you shineблеск blueсиний lightлегкий on it.
109
354520
3736
излучает красный свет,
когда вы его подсвечиваете голубым светом.
06:10
And so we used this instrumentинструмент
for severalнесколько yearsлет
110
358280
3216
Так что мы использовали этот инструмент
на протяжении нескольких лет
06:13
to studyизучение our phytoplanktonфитопланктон culturesкультуры,
111
361520
1816
для изучения фитопланктона,
06:15
speciesвид like those charismaticхаризматический
onesте, that I showedпоказал you,
112
363360
3616
в том числе и харизматических видов,
которые я вам показывала,
06:19
just studyingизучение theirих basicосновной cellклетка biologyбиология.
113
367000
2200
в целях исследования
их клеточной биологии.
06:22
But all that time, we thought,
well wouldn'tне будет it be really coolкруто
114
370160
2936
Но всё это время мы думали,
что было бы круто,
06:25
if we could take an instrumentинструмент
like this out on a shipкорабль
115
373120
2816
если бы мы воспользовались
данным инструментом на корабле
06:27
and just squirtспринцовка seawaterморская вода throughчерез it
116
375960
1696
и пропустили через него морскую воду,
06:29
and see what all those diversityразнообразие
of phytoplanktonфитопланктон would look like.
117
377680
4736
чтобы посмотреть, как будет выглядеть
всё это многообразие фитопланктона.
06:34
So I managedудалось to get my handsРуки
118
382440
2096
Итак, мне удалось раздобыть
06:36
on what we call a bigбольшой rigустановка
in flowтечь cytometryцитометрии,
119
384560
3216
большую установку проточной цитометрии,
06:39
a largeбольшой, powerfulмощный laserлазер
120
387800
2440
большой и мощный лазер
06:43
with a money-backвозврат денег guaranteeгарантия
from the companyКомпания
121
391240
2736
с гарантией возврата денег от компании,
06:46
that if it didn't work on a shipкорабль,
they would take it back.
122
394000
2936
и если он не заработает на корабле,
они его примут обратно.
06:48
And so a youngмолодой scientistученый
that I was workingза работой with at the time,
123
396960
3016
И молодой научный работник,
с которым я работала в то время,
06:52
Robобкрадывать OlsonOlson, was ableв состоянии
to take this thing apartКроме,
124
400000
2576
Роб Олсон, смог разобрать эту установку,
06:54
put it on a shipкорабль, put it back togetherвместе
and take it off to seaморе.
125
402600
3856
погрузил её на корабль, снова
смонтировал и начал работу в море.
06:58
And it workedработал like a charmочарование.
126
406480
1336
И всё заработало.
06:59
We didn't think it would,
because we thought the ship'sкорабельный vibrationsвибрации
127
407840
3136
Мы не думали, что получится,
боялись, что из-за вибраций корабля
07:03
would get in the way
of the focusingфокусирование of the laserлазер,
128
411000
2376
возникнут проблемы с фокусировкой лазера,
07:05
but it really workedработал like a charmочарование.
129
413400
1656
но всё работало превосходно.
07:07
And so we mappedсопоставляются the phytoplanktonфитопланктон
distributionsраспределения acrossчерез the oceanокеан.
130
415080
3496
Мы обозначили на карте места
произрастания фитопланктона в океане.
07:10
For the first time, you could look at them
one cellклетка at a time in realреальный time
131
418600
3616
И впервые можно было в реальном времени
наблюдать за отдельными клетками
07:14
and see what was going on --
that was very excitingзахватывающе.
132
422240
2816
и видеть, что происходит —
это очень впечатляет.
07:17
But one day, Robобкрадывать noticedзаметил
some faintслабый signalsсигналы
133
425080
3016
Но однажды Роб обнаружил слабый звук,
07:20
comingприход out of the instrumentинструмент
134
428120
1496
исходящий от инструментов,
07:21
that we dismissedуволенный as electronicэлектронный noiseшум
135
429640
3696
который мы принимали
ранее за электронный шум
07:25
for probablyвероятно a yearгод
136
433360
2296
предположительно в течении года
07:27
before we realizedпонял that it wasn'tне было
really behavingвести like noiseшум.
137
435680
3336
до того, как осознали, что это не шум.
07:31
It had some regularрегулярный patternsузоры to it.
138
439040
2160
Этот шум обладал регулярностью.
07:34
To make a long storyистория shortкороткая,
139
442440
1440
Короче говоря,
07:36
it was tinyкрошечный, tinyкрошечный little cellsячейки,
140
444640
2536
это были крошечные микроорганизмы,
07:39
lessМеньше than one-oneодин-один hundredthсотый
the widthширина of a humanчеловек hairволосы
141
447200
3376
по размеру меньше, чем одна сотая
толщины человеческого волоса,
07:42
that containсодержать chlorophylХлорофилл.
142
450600
1816
которые содержат хлорофил.
07:44
That was ProchlorococcusProchlorococcus.
143
452440
1360
Это были Prochlorococcus.
07:47
So rememberзапомнить this slideгорка that I showedпоказал you?
144
455040
2760
Помните вот этот слайд,
который я вам показывала?
07:50
If you shineблеск blueсиний lightлегкий
on that sameодна и та же sampleобразец,
145
458680
2616
Если посветить голубым светом
на этот же образец,
07:53
this is what you see:
146
461320
1200
вот что вы увидите:
07:55
two tinyкрошечный little redкрасный light-emittingсветоизлучающих cellsячейки.
147
463280
3856
две очень маленькие,
излучающие свет, клеточки.
07:59
Those are ProchlorococcusProchlorococcus.
148
467160
2120
Это Prochlorococcus —
08:02
They are the smallestнаименьшее and mostбольшинство abundantобильный
photosyntheticфотосинтезирующий cellклетка on the planetпланета.
149
470760
4040
самые маленькие и самые многочисленные
фотосинтезирующие клеточки планеты.
08:09
At first, we didn't know what they were,
150
477071
1905
Поначалу мы не знали, что это было,
08:11
so we calledназывается the "little greensзелень."
151
479000
1776
поэтому называли их «маленькая зелень».
08:12
It was a very affectionateлюбящий nameимя for them.
152
480800
1976
Очень ласковым именем.
08:14
Ultimatelyв конечном счете, we knewзнал enoughдостаточно about them
to give them the nameимя ProchlorococcusProchlorococcus,
153
482800
3616
В конце концов мы много о них узнали
и дали им название Prochlorococcus,
08:18
whichкоторый meansозначает "primitiveпримитивный greenзеленый berryягода."
154
486440
2216
что означает
«примитивные зелёные икринки».
08:20
And it was about that time
155
488680
1440
И за это время
08:23
that I becameстал so smittenпораженный
by these little cellsячейки
156
491480
2776
я стала настолько одержима
этими милыми клеточками,
08:26
that I redirectedперенаправляется my entireвсе labлаборатория
to studyизучение them and nothing elseеще,
157
494280
4120
что полностью переоборудовала лабораторию
для изучения ничего, кроме них,
08:31
and my loyaltyлояльность to them
has really paidоплаченный off.
158
499760
3016
и моя преданность им
по-настоящему окупилась.
08:34
They'veУ них есть givenданный me a tremendousогромный amountколичество,
includingв том числе bringingприведение me here.
159
502800
3560
Они подарили мне бесконечно много,
включая возможность выступить здесь.
08:39
(ApplauseАплодисменты)
160
507880
5360
(Аплодисменты)
08:45
So over the yearsлет,
we and othersдругие, manyмногие othersдругие,
161
513799
2976
Итак, на протяжении многих лет
мы и многие другие ученые
08:48
have studiedизучал ProchlorococcusProchlorococcus
acrossчерез the oceansокеаны
162
516799
3377
изучали Prochlorococcus по всем океанам
08:52
and foundнайденный that they're very abundantобильный
over wideширокий, wideширокий rangesдиапазоны
163
520200
4576
и обнаружили, что они изобилуют
во множестве различных областей
08:56
in the openоткрытый oceanокеан ecosystemэкосистема.
164
524800
1640
открытой экосистемы океана.
08:59
They're particularlyв частности abundantобильный
in what are calledназывается the openоткрытый oceanокеан gyresкруговороты.
165
527680
4096
Особенно активно они участвуют
в открытых океанических водоворотах.
09:03
These are sometimesиногда referredупоминается to
as the desertsпустыни of the oceansокеаны,
166
531800
3736
Их ещё называют пустынями океанов,
09:07
but they're not desertsпустыни at all.
167
535560
2016
хотя они вовсе не пустыни.
09:09
TheirИх deepглубоко blueсиний waterводы is teemingбитком набитый
168
537600
2536
Голубая вода на глубине кишит
09:12
with a hundredсто millionмиллиона
ProchlorococcusProchlorococcus cellsячейки perв literлитр.
169
540160
3400
сотнями миллионов на литр воды
микроорганизмами Prochlorococcus.
Если их все объединить,
как мы делаем с нашими культурами,
09:16
If you crowdтолпа them togetherвместе
like we do in our culturesкультуры,
170
544360
2616
09:19
you can see theirих beautifulкрасивая
greenзеленый chlorophylХлорофилл.
171
547000
3536
можно увидеть их красивый
зелёный оттенок хлорофилла.
09:22
One of those testконтрольная работа tubesтрубы
has a billionмиллиард ProchlorococcusProchlorococcus in it,
172
550560
4616
В одной тестируемой пробирке
содержится миллиард Prochlorococcus,
09:27
and as I told you earlierранее,
173
555200
1456
и, как я вам говорила раннее,
09:28
there are threeтри billionмиллиард billionмиллиард billionмиллиард
of them on the planetпланета.
174
556680
3176
на планете Земля их три миллиарда
миллиардов миллиардов.
09:31
That's threeтри octillionoctillion,
175
559880
2216
Это три октиллиона,
09:34
if you careзабота to convertконвертировать.
176
562120
1680
кому охота перевести.
09:36
(LaughterСмех)
177
564480
1696
(Смех)
09:38
And collectivelyколлективно, they weighвзвешивать
more than the humanчеловек populationНаселение
178
566200
3896
И все вместе они весят больше,
чем всё население Земли,
09:42
and they photosynthesizeфотосинтез
as much as all of the cropsкультуры on landземельные участки.
179
570120
3960
и они фотосинтезируют намного больше,
чем все наземные растительные культуры.
09:47
They're incrediblyневероятно importantважный
in the globalГлобальный oceanокеан.
180
575080
3440
Они невероятно важны во всемирном океане.
09:51
So over the yearsлет,
as we were studyingизучение them
181
579120
2496
На протяжении многих лет,
пока мы их изучали
09:53
and foundнайденный how abundantобильный they were,
182
581640
2176
и обнаружили, насколько их много,
09:55
we thought, hmmхмм, this is really strangeстранный.
183
583840
1936
мы думали: хм, это очень странно.
09:57
How can a singleОдин speciesвид be so abundantобильный
acrossчерез so manyмногие differentдругой habitatsместообитания?
184
585800
3840
Как такого маленького вида может быть
так много в таких разных сферах обитания?
10:02
And as we isolatedизолированный more into cultureкультура,
185
590640
2016
При дальнейшем обособлении клеток
10:04
we learnedнаучился that they
are differentдругой ecotypesэкотипов.
186
592680
2136
мы узнали, что существуют
различные экотипы.
10:06
There are some that are adaptedадаптированный
to the high-lightвысокий свет intensitiesинтенсивности
187
594840
2896
Некоторые из них адаптированы
к большой интенсивности света
10:09
in the surfaceповерхность waterводы,
188
597760
1256
на поверхности воды,
10:11
and there are some that are adaptedадаптированный
to the lowнизкий lightлегкий in the deepглубоко oceanокеан.
189
599040
3576
а есть такие, которые приспособлены
к низкой освещённости на дне океана.
10:14
In factфакт, those cellsячейки that liveжить
in the bottomдно of the sunlitосвещенный солнцем zoneзона
190
602640
3576
Фактически, те микроорганизмы,
которые живут у солнечной поверхности,
10:18
are the mostбольшинство efficientэффективное
photosynthesizersphotosynthesizers of any knownизвестен cellклетка.
191
606240
4776
являются наиболее эффективными
фотосинтезаторами из всех нами известных.
10:23
And then we learnedнаучился
that there are some strainsдеформации
192
611040
2336
Затем мы выяснили,
что существуют разновидности,
10:25
that growрасти optimallyоптимально alongвдоль the equatorэкватор,
193
613400
3416
которые растут вдоль экватора,
10:28
where there are higherвыше temperaturesтемпература,
194
616840
1736
где преобладают высокие температуры,
10:30
and some that do better
at the coolerкулер temperaturesтемпература
195
618600
2376
а также виды, предпочитающие
более прохладную среду,
10:33
as you go northсевер and southюг.
196
621000
1256
что ближе к северу и к югу.
10:34
So as we studiedизучал these more and more
and keptхранится findingобнаружение more and more diversityразнообразие,
197
622280
3696
По мере изучения и нахождения
всё больше и больше разновидностей,
10:38
we thought, oh my God,
how diverseразнообразный are these things?
198
626000
2440
мы подумали, боже, насколько же
многообразны эти организмы?
И в то время появилась возможность
секвенирования их генома
10:41
And about that time, it becameстал
possibleвозможное to sequenceпоследовательность theirих genomesгеномы
199
629040
3256
10:44
and really look underпод the hoodкапот
and look at theirих geneticгенетический makeupсоставить.
200
632320
3600
и в взглянуть более подробно
на их генетические характеристики.
10:49
And we'veмы в been ableв состоянии to sequenceпоследовательность
the genomesгеномы of culturesкультуры that we have,
201
637280
4416
Мы не только смогли установить
последовательность генома наших образцов,
10:53
but alsoтакже recentlyв последнее время, usingс помощью flowтечь cytometryцитометрии,
202
641720
2376
но и при использовании
проточной цитометрии
10:56
we can isolateизолировать
individualиндивидуальный cellsячейки from the wildдикий
203
644120
2856
нам удалось выделить
отдельные особи из общей массы
10:59
and sequenceпоследовательность theirих individualиндивидуальный genomesгеномы,
204
647000
2176
и установить последовательность
их индивидуальных геномов,
11:01
and now we'veмы в sequencedпоследовательный
hundredsсотни of ProchlorococcusProchlorococcus.
205
649200
2880
и сейчас мы секвенировали
сотни Prochlorococcus.
11:04
And althoughнесмотря на то что eachкаждый cellклетка
has roughlyгрубо 2,000 genesгены --
206
652840
3936
И хотя каждая клетка имеет 2 000 генов —
11:08
that's one tenthдесятый the sizeразмер
of the humanчеловек genomeгеном --
207
656800
3576
это одна десятая человеческого генома —
11:12
as you sequenceпоследовательность more and more,
208
660400
1456
по мере их накопления
11:13
you find that they only have
a thousandтысяча of those in commonобщий
209
661880
4696
мы находим, что лишь тысяча
из них у всех общая,
11:18
and the other thousandтысяча
for eachкаждый individualиндивидуальный strainнапряжение
210
666600
3096
а другая тысяча для каждого
индивидуального штамма
11:21
is drawnвничью from an enormousогромный geneген poolбассейн,
211
669720
2576
берётся из огромного генетического фонда
11:24
and it reflectsотражает the particularконкретный environmentОкружающая среда
that the cellклетка mightмог бы have thrivedпроцветали in,
212
672320
6616
и отражает предпочтительную
среду обитания для каждого вида.
11:30
not just highвысокая or lowнизкий lightлегкий
or highвысокая or lowнизкий temperatureтемпература,
213
678960
2976
И это не только интенсивность света
или диапазон температур,
11:33
but whetherбудь то there are
nutrientsпитательные вещества that limitпредел them
214
681960
2776
но и ограничивающие их биогенные вещества,
11:36
like nitrogenазот, phosphorusфосфор or ironжелезо.
215
684760
2456
такие как азот, фосфор и железо.
11:39
It reflectsотражает the habitatестественная среда
that they come from.
216
687240
2520
В этих генах отражается
их родная среда обитания.
11:42
Think of it this way.
217
690400
1200
Представьте это себе так,
11:45
If eachкаждый cellклетка is a smartphoneсмартфон
218
693040
3256
как если бы каждая клетка была смартфоном,
11:48
and the appsПрограммы are the genesгены,
219
696320
1920
а приложения в нём — генами.
11:51
when you get your smartphoneсмартфон,
it comesвыходит with these built-inвстроенный appsПрограммы.
220
699080
3456
Когда вы получаете свой смартфон,
в нём есть встроенные приложения,
11:54
Those are the onesте, that you can't deleteУдалить
if you're an iPhoneiPhone personчеловек.
221
702560
3216
которые нельзя удалить,
если у вас имеется iPhone.
11:57
You pressНажмите on them and they don't jiggleпокачивать
and they don't have x'sиксы.
222
705800
3056
Вы жмёте на них, а они не двигаются,
и крестика не появляется.
12:00
Even if you don't want them,
you can't get ridизбавиться of them.
223
708880
2616
Даже если они вам не нужны,
вам от них не избавиться.
12:03
(LaughterСмех)
224
711520
2576
(Смех)
12:06
Those are like the coreядро genesгены
of ProchlorococcusProchlorococcus.
225
714120
3136
Это как основа генов Prochlorococcus.
12:09
They're the essenceсущность of the phoneТелефон.
226
717280
2056
Они — основа телефона.
12:11
But you have a hugeогромный poolбассейн
of appsПрограммы to drawпривлечь uponна
227
719360
4976
Но у вас есть огромный список
приложений на выбор,
12:16
to make your phoneТелефон custom-designedспециально разработанные
for your particularконкретный lifestyleСтиль жизни and habitatестественная среда.
228
724360
5736
чтобы сделать ваш телефон более удобным
для вашего образа жизни и среды обитания.
12:22
If you travelпутешествовать a lot,
you'llВы будете have a lot of travelпутешествовать appsПрограммы,
229
730120
3816
Если вы много путешествуете, вы можете
скачать программы для путешественников.
12:25
if you're into financialфинансовый things,
you mightмог бы have a lot of financialфинансовый appsПрограммы,
230
733960
4816
Если вас интересует финансовая сфера,
вы можете скачать финансовые приложения,
12:30
or if you're like me,
231
738800
1536
или если вы — как я,
12:32
you probablyвероятно have a lot of weatherПогода appsПрограммы,
232
740360
1936
то у вас масса программ
с прогнозом погоды
12:34
hopingнадеясь one of them will tell you
what you want to hearзаслушивать.
233
742320
2616
в надежде, что одна из них
покажет желаемую погоду.
12:36
(LaughterСмех)
234
744960
1336
(Смех)
12:38
And I've learnedнаучился the last
coupleпара daysдней in VancouverВанкувер
235
746320
2376
И последние пару дней
в Ванкувере я осознала,
12:40
that you don't need a weatherПогода appприложение --
you just need an umbrellaзонтик.
236
748720
2976
что здесь не нужен прогноз погоды,
а просто необходим зонт.
12:43
So --
237
751720
1216
Так что...
12:44
(LaughterСмех)
238
752960
2176
(Смех)
12:47
(ApplauseАплодисменты)
239
755160
2696
(Аплодисменты)
12:49
So just as your smartphoneсмартфон tellsговорит us
something about how you liveжить your life,
240
757880
5936
Так же, как ваш смартфон говорит
о том, как вы проживаете жизнь,
12:55
your lifestyleСтиль жизни,
241
763840
1296
какой у вас образ жизни,
12:57
readingчтение the genomeгеном
of a ProchlorococcusProchlorococcus cellклетка
242
765160
2616
изучая геном клетки Prochlorococcus
12:59
tellsговорит us what the pressuresдавление are
in its environmentОкружающая среда.
243
767800
4040
мы можем выяснить, чего недостаёт
в её среде обитания.
13:04
It's like readingчтение its diaryдневник,
244
772680
1976
Это подобно личному дневнику,
13:06
not only tellingговоря us how it got
throughчерез its day or its weekнеделю,
245
774680
3776
который рассказывает не только
как проходят дни, недели,
13:10
but even its evolutionaryэволюционный historyистория.
246
778480
2680
но даже историю эволюции.
13:14
As we studiedизучал -- I said we'veмы в
sequencedпоследовательный hundredsсотни of these cellsячейки,
247
782200
3216
По мере изучения — как я говорила,
мы секвенировали сотни таких клеток
13:17
and we can now projectпроект
248
785440
1856
и сейчас можем представить,
13:19
what is the totalВсего geneticгенетический sizeразмер --
249
787320
4136
что из себя представляет
генетический объём,
13:23
geneген poolбассейн --
250
791480
1216
или генофонд,
13:24
of the ProchlorococcusProchlorococcus
federationфедерация, as we call it.
251
792720
3496
федерации Prochlorococcus.
13:28
It's like a superorganismсуперорганизм.
252
796240
1656
Это похоже на суперорганизм.
13:29
And it turnsвитки out that projectionsпрогнозы are
253
797920
2616
Согласно нашим прогнозам,
13:32
that the collectiveколлектив has 80,000 genesгены.
254
800560
3016
федерация Prochlorococcus
содержит 80 000 генов.
13:35
That's four4 timesраз the sizeразмер
of the humanчеловек genomeгеном.
255
803600
2936
Это в четыре раза
больше человеческого генома.
13:38
And it's that diversityразнообразие of geneген poolsбассейны
256
806560
4416
В этом и заключается их разнообразие,
13:43
that makesмарки it possibleвозможное for them
257
811000
2016
что позволяет им
13:45
to dominateдоминировать these largeбольшой
regionsрайоны of the oceansокеаны
258
813040
2256
доминировать во многих регионах океана
13:47
and maintainподдерживать theirих stabilityстабильность
259
815320
1736
и поддерживать стабильность
13:49
yearгод in and yearгод out.
260
817080
1920
из года в год.
13:52
So when I daydreamгрезы about ProchlorococcusProchlorococcus,
261
820680
3176
Таким образом, когда я
предаюсь мечтаниям о Prochlorococcus,
13:55
whichкоторый I probablyвероятно do more
than is healthyздоровый --
262
823880
2456
в чём я, возможно, перебарщиваю...
13:58
(LaughterСмех)
263
826360
1696
(Смех)
14:00
I imagineпредставить them floatingплавающий out there,
264
828080
3376
я представляю их, плавающими себе,
14:03
doing theirих jobработа,
265
831480
1296
выполняющими свою работу,
14:04
maintainingподдержания the planetпланета,
266
832800
1536
поддерживающими планету,
14:06
feedingкормление the animalsживотные.
267
834360
3176
кормящими животных.
14:09
But alsoтакже I inevitablyнеизбежно endконец up
268
837560
2176
Но также я неизбежно думаю о том,
14:11
thinkingмышление about what
a masterpieceшедевр they are,
269
839760
3416
какие они мастера творения,
14:15
finelyмелко tunedнастроенный by millionsмиллионы
of yearsлет of evolutionэволюция.
270
843200
3896
отточенные на протяжении
миллионов лет эволюции.
14:19
With 2,000 genesгены,
271
847120
2000
Обладая 2 000 генов,
14:21
they can do what
all of our humanчеловек ingenuityизобретательность
272
849960
2456
они могут делать то,
до чего человеческий гений
14:24
has not figuredфигурный out how to do yetвсе же.
273
852440
2256
до сих пор не додумался.
14:26
They can take solarсолнечный energyэнергия, COКолорадо2
274
854720
2976
Они могут использовать
солнечную энергию, углекислый газ
14:29
and turnочередь it into chemicalхимическая energyэнергия
in the formформа of organicорганический carbonуглерод,
275
857720
3496
и превращать их в химическую энергию
в виде углеродных связей,
14:33
lockingблокировка that sunlightСолнечный лучик
in those carbonуглерод bondsоблигации.
276
861240
3280
закрепляя солнечный свет
в этих углеродных связях.
14:37
If we could figureфигура out
exactlyв точку how they do this,
277
865760
3536
Если бы мы смогли понять,
каким образом они это делают,
14:41
it could inspireвнушать designsконструкции
278
869320
3016
это вдохновило бы нас на разработку мер
14:44
that could reduceуменьшить
our dependencyзависимость on fossilископаемое fuelsтопливо,
279
872360
2936
по сокращению зависимости
от горючих ископаемых.
14:47
whichкоторый bringsприносит my storyистория fullполный circleкруг.
280
875320
2800
На этом моя история делает полный оборот.
14:51
The fossilископаемое fuelsтопливо that are buriedпохороненный
that we're burningсжигание
281
879160
2896
На захоронение ископаемого топлива,
которое мы сжигаем,
14:54
tookвзял millionsмиллионы of yearsлет
for the earthЗемля to buryзакапывать those,
282
882080
4816
Земле понадобились миллионы лет.
14:58
includingв том числе those ancestorsпредки
of ProchlorococcusProchlorococcus,
283
886920
3016
Частью его являются
предки Prochlorococcus,
15:01
and we're burningсжигание that now
in the blinkмерцать of an eyeглаз
284
889960
2896
которые мы сейчас сжигаем в мгновение ока,
15:04
on geologicalгеологический timescalesСроки.
285
892880
1936
по геологическим меркам времени.
15:06
Carbonуглерод dioxideдиоксид is increasingповышение
in the atmosphereатмосфера.
286
894840
2896
Уровень углекислого газа
возрастает в атмосфере.
15:09
It's a greenhouseтеплица gasгаз.
287
897760
1576
Это парниковый газ.
15:11
The oceansокеаны are startingначало to warmтепло.
288
899360
2096
Океаны начинают нагреваться.
15:13
So the questionвопрос is,
what is that going to do
289
901480
2736
Возникает вопрос, что будет
15:16
for my ProchlorococcusProchlorococcus?
290
904240
2496
с моими Prochlorococcus?
15:18
And I'm sure you're expectingожидая me to say
that my belovedвозлюбленная microbesмикробы are doomedобреченный,
291
906760
4936
И я уверена, вы ожидаете, что я скажу,
что мои любимые микробы обречены,
15:23
but in factфакт they're not.
292
911720
1320
но на самом деле это не так.
15:25
ProjectionsПрогнозы are that theirих populationsпопуляции
will expandрасширять as the oceanокеан warmsсогревает
293
913960
5656
По мере нагревания воды океана
их популяция возрастёт
15:31
to 30 percentпроцент largerбольше by the yearгод 2100.
294
919640
3880
на 30 процентов к 2100 году.
15:36
Does that make me happyсчастливый?
295
924000
1400
Радует ли это меня?
15:38
Well, it makesмарки me happyсчастливый
for ProchlorococcusProchlorococcus of courseкурс --
296
926320
2656
Я, разумеется, очень рада
за Prochlorococcus,
15:41
(LaughterСмех)
297
929000
2296
(Смех)
15:43
but not for the planetпланета.
298
931320
2400
но не за планету.
Будут победители и проигравшие
15:46
There are winnersпобедители and losersпроигравшие
299
934480
1376
15:47
in this globalГлобальный experimentэксперимент
that we'veмы в undertakenпроведены,
300
935880
3256
в этом огромном эксперименте,
который мы проводим,
15:51
and it's projectedпроектируется that amongсреди the losersпроигравшие
301
939160
2976
и предполагается, что среди проигравших
15:54
will be some of those
largerбольше phytoplanktonфитопланктон,
302
942160
2056
окажется более крупный фитопланктон,
15:56
those charismaticхаризматический onesте,
303
944240
1296
один из тех харизматичных видов,
15:57
whichкоторый are expectedожидаемый
to be reducedуменьшенный in numbersчисел,
304
945560
2816
чья популяция, скорее всего, сократится.
16:00
and they're the onesте, that feedкорм
the zooplanktonзоопланктон that feedкорм the fishрыба
305
948400
3496
А они питают зоопланктон,
который питает рыбу,
16:03
that we like to harvestуборка урожая.
306
951920
1400
которой с удовольствием питаемся мы.
16:08
So ProchlorococcusProchlorococcus has been
my museмуза for the pastмимо 35 yearsлет,
307
956600
4456
Таким образом, Pochlorococcus
были моей музей последние 35 лет,
16:13
but there are legionsлегионы
of other microbesмикробы out there
308
961080
2376
но существуют целые армии микробов,
16:15
maintainingподдержания our planetпланета for us.
309
963480
2160
поддерживающих нашу планету.
16:18
They're out there
310
966360
2056
Они существуют
16:20
readyготов and waitingожидание for us to find them
so they can tell theirих storiesистории, too.
311
968440
4256
и ждут, когда мы их обнаружим,
чтобы рассказать нам и свою историю.
16:24
Thank you.
312
972720
1216
Спасибо.
16:25
(ApplauseАплодисменты)
313
973960
5600
(Аплодисменты)
Translated by Lilianna Miniyarova
Reviewed by Yulia Kallistratova

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Penny Chisholm | Speaker | TED.com