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

Penny Chisholm: Den lilla varelsen som i hemlighet förser vår planet med energi

Filmed:
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.
- 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 introduceinföra you
to a tinymycket liten microorganismmikroorganism
0
760
2840
Jag vill att ni ska få lära känna
en liten mikroorganism
00:16
that you've probablyförmodligen never heardhört of:
1
4880
1736
som ni nog aldrig har hört talas om.
00:18
its namenamn is ProchlorococcusProchlorococcus,
2
6640
1976
Den heter Prochlorococcus,
00:20
and it's really an amazingfantastiskt little beingvarelse.
3
8640
2200
och den är en fantastisk liten varelse.
00:23
For one thing, its ancestorsförfäder
4
11680
2896
Till exempel förändrade
dess förfäder jorden
00:26
changedändrats the earthjord in wayssätt
that madegjord it possiblemöjlig for us to evolveutveckla,
5
14600
3816
på sätt som gjorde
vår egen evolution möjlig,
00:30
and hiddendold in its geneticgenetisk codekoda
6
18440
2056
och gömt i dess genetiska kod
00:32
is a blueprintBlueprint
7
20520
1776
finns en ritning
00:34
that mayMaj inspireinspirera wayssätt to reduceminska
our dependencyberoende on fossilfossil fuelbränsle.
8
22320
5280
som kanske kan leda till nya sätt att
minska vårt beroende av fossila bränslen.
00:40
But the mostmest amazingfantastiskt thing
9
28480
1856
Men det mest anmärkningsvärda
00:42
is that there are
threetre billionmiljard billionmiljard billionmiljard
10
30360
2616
är att det finns
tre miljarder miljarder miljarder
00:45
of these tinymycket liten cellsceller on the planetplanet,
11
33000
1816
av de här små cellerna på planeten,
00:46
and we didn't know they existedexisterade
untilfram tills 35 yearsår agosedan.
12
34840
3320
och att vi inte visste att de fanns
förrän för 35 år sedan.
00:51
So to tell you theirderas storyberättelse,
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
fourfyra billionmiljard yearsår agosedan, when the earthjord
mightmakt have lookedtittade something like this.
15
43800
3620
fyra miljarder år, till en tid då jorden
kanske såg ut ungefär så här.
01:00
There was no life on the planetplanet,
16
48480
1856
Det fanns inget liv på planeten,
01:02
there was no oxygensyre in the atmosphereatmosfär.
17
50360
2280
det fanns inget syre i atmosfären.
01:05
So what happenedhände to changeByta that planetplanet
into the one we enjoynjut av todayi dag,
18
53320
5656
Så vad hände som gjorde att planeten
förändrades och blev sådan den är idag,
01:11
teemingsvårslagna with life,
19
59000
1816
ett myller av liv,
01:12
teemingsvårslagna with plantsväxter and animalsdjur?
20
60840
1640
ett myller av växter och djur?
01:15
Well, in a wordord, photosynthesisfotosyntes.
21
63480
2280
Jo, med ett ord: fotosyntes.
01:19
About two and a halfhalv billionmiljard yearsår agosedan,
22
67080
2096
För ungefär
två och en halv miljard år sedan
01:21
some of these ancientgammal ancestorsförfäder
of ProchlorococcusProchlorococcus evolvedutvecklats
23
69200
3936
utvecklade några av
Prochlorococcus' urgamla förfäder
01:25
so that they could use solarsol- energyenergi
24
73160
2336
förmågan att använda solenergi
01:27
and absorbabsorbera it
25
75520
1296
och absorbera den
01:28
and splitdela watervatten into its componentkomponent partsdelar
of oxygensyre and hydrogenväte.
26
76840
5016
och dela upp vatten i sina beståndsdelar
syre och väte.
01:33
And they used the chemicalkemisk energyenergi producedproduceras
27
81880
2416
Och de använde
den kemiska energi som producerades
01:36
to drawdra COCO2, carbonkol dioxidedioxid,
out of the atmosphereatmosfär
28
84320
3896
till att ta koldioxid från atmosfären
01:40
and use it to buildbygga sugarssockerarter
and proteinsproteiner and aminoamino acidssyror,
29
88240
3816
och använda den för att bygga sockerarter
och proteiner och aminosyror,
01:44
all the things that life is madegjord of.
30
92080
2400
allt det som livet är uppbyggt av.
01:47
And as they evolvedutvecklats and grewväxte more and more
31
95560
3096
Och medan de evolverade och växte
01:50
over millionsmiljoner and millionsmiljoner of yearsår,
32
98680
2056
under många miljoner år
01:52
that oxygensyre accumulatedackumulerade in the atmosphereatmosfär.
33
100760
3080
blev atmosfären allt rikare på syre.
01:57
UntilTills about 500 millionmiljon yearsår agosedan,
34
105480
2496
Tills för ungefär 500 miljoner år sedan
02:00
there was enoughtillräckligt in the atmosphereatmosfär
that largerstörre organismsorganismer could evolveutveckla.
35
108000
3696
då atmosfären hade blivit så syrerik
att större organismer kunde evolvera.
02:03
There was an explosionexplosion of life-formslivsformer,
36
111720
1936
Antalet livsformer exploderade
02:05
and, ultimatelyi sista hand, we appeareddök upp on the scenescen.
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 ancientgammal
photosynthesizersphotosynthesizers dieddog
39
119440
3216
dog en del av de urgamla
fotosyntetiserande cellerna.
02:14
and were compressedkomprimerad and buriedbegravd,
40
122680
1680
De pressades samman och begravdes
02:17
and becameblev fossilfossil fuelbränsle
41
125160
2096
och blev till fossila bränslen,
02:19
with sunlightsolljus buriedbegravd
in theirderas carbonkol bondsbindningar.
42
127280
4136
med solsken inbakat i kolbindningarna.
02:23
They're basicallyi grund och botten buriedbegravd sunlightsolljus
in the formform of coalkol and oilolja.
43
131440
4680
De är i princip begravt solsken
i form av kol och olja.
Dagens fotosyntetiserande organismer
02:29
Today'sDagens photosynthesizersphotosynthesizers,
44
137080
1576
02:30
theirderas enginesmotorer are descendedhärstammar
from those ancientgammal microbesmikrober,
45
138680
5656
har motorer som ärvts ned från
de där urgamla mikroberna,
02:36
and they feedutfodra basicallyi grund och botten
all of life on earthjord.
46
144360
3240
och de förser
i princip allt liv med näring.
02:40
Your hearthjärta is beatingstryk
usinganvänder sig av the solarsol- energyenergi
47
148440
3336
Ditt hjärta slår med hjälp av solenergi
02:43
that some plantväxt processedbearbetas for you,
48
151800
2216
som någon växt har bearbetat åt dig,
02:46
and the stuffgrejer your bodykropp is madegjord out of
49
154040
2416
och materialet som din kropp består av
02:48
is madegjord out of COCO2
50
156480
1616
är gjort av koldioxid
02:50
that some plantväxt processedbearbetas for you.
51
158120
2440
som någon växt har bearbetat åt dig.
02:53
BasicallyI princip, we're all madegjord
out of sunlightsolljus and carbonkol dioxidedioxid.
52
161480
4280
Man kan säga att vi alla består av
solljus och koldioxid.
02:58
FundamentallyGrunden, we're just hotvarm airluft.
53
166640
2056
Vi är egentligen bara hetluft.
03:00
(LaughterSkratt)
54
168720
2320
(Skratt)
03:04
So as terrestrialterrestrial beingsvarelser,
55
172560
1696
Eftersom vi är landlevande varelser
03:06
we're very familiarbekant
with the plantsväxter on landlanda:
56
174280
3056
känner vi till alla växter på land:
03:09
the treesträd, the grassesgräs,
the pasturesbetesmarker, the cropsgröda.
57
177360
4616
skogarna, ängarna, åkrarna.
03:14
But the oceansoceaner are filledfylld
with billionsmiljarder of tonston of animalsdjur.
58
182000
3816
Men i haven finns miljarder ton djur.
03:17
Do you ever wonderundra what's feedingutfodring them?
59
185840
2360
Har du någon gång undrat vad de lever av?
03:21
Well there's an invisibleosynlig pasturebetesmark
60
189400
2376
Jo, det finns en osynlig äng
03:23
of microscopicmikroskopiska photosynthesizersphotosynthesizers
calledkallad phytoplanktonfytoplankton
61
191800
3776
av mikroskopiska, fotosyntetiserande
organismer som kallas växtplankton.
03:27
that fillfylla the upperövre
200 metersmeter of the oceanhav,
62
195600
2640
De fyller upp de översta
200 metrarna i havet
03:32
and they feedutfodra the entirehel
openöppen oceanhav ecosystemekosystem.
63
200000
3416
och blir mat till
hela det öppna havets ekosystem.
03:35
Some of the animalsdjur
liveleva amongbland them and eatäta them,
64
203440
2416
Några av djuren
lever bland dem och äter dem,
03:37
and othersandra swimsimma up
to feedutfodra on them at night,
65
205880
2536
och andra simmar upp
för att äta av dem på nätterna,
03:40
while othersandra sitsitta in the deepdjup
and wait for them to die and settleKvitta down
66
208440
3976
medan åter andra håller till i djupen
och väntar på att de ska dö och singla ned
03:44
and then they chowChow down on them.
67
212440
1524
så att de kan tugga i sig dem.
03:47
So these tinymycket liten phytoplanktonfytoplankton,
68
215320
3096
Dessa pyttesmå växtplankton
03:50
collectivelykollektivt, weighväga lessmindre than
one percentprocent of all the plantsväxter on landlanda,
69
218440
4136
väger sammanlagt mindre
än en procent av alla växter på land
03:54
but annuallyårligen they photosynthesizefotosyntes
as much as all of the plantsväxter on landlanda,
70
222600
4296
men står för lika mycket fotosyntes per år
som alla landlevande växter tillsammans,
03:58
includingInklusive the AmazonAmazon rainforestregnskog
71
226920
2416
inklusive regnskogen i Amazonas
04:01
that we consideröverväga the lungslungorna of the planetplanet.
72
229360
2200
som vi tänker på som planetens lungor.
04:04
EveryVarje yearår, they fixfixera
50 billionmiljard tonston of carbonkol
73
232280
3976
Varje år fixerar de 50 miljarder ton kol
04:08
in the formform of carbonkol dioxidedioxid
into theirderas bodieskroppar
74
236280
3256
i form av koldioxid
som blir en del av deras kroppar,
04:11
that feedsflöden the oceanhav ecosystemekosystem.
75
239560
2680
vilka i sin tur ger näring
till havets ekosystem.
04:15
How does this tinymycket liten amountmängd of biomassbiomassa
76
243120
2576
Hur kan denna lilla mängd biomassa
04:17
produceproducera as much as all the plantsväxter on landlanda?
77
245720
2056
producera lika mycket
som växterna på land?
04:19
Well, they don't have trunksstammar and stemsstjälkar
78
247800
2536
Tja, de har inte stammar och stjälkar
04:22
and flowersblommor and fruitsfrukter
and all that to maintainupprätthålla.
79
250360
2936
och blommor och frukter
och annat de måste ta hand om.
04:25
All they have to do is growväxa and dividedela upp
and growväxa and dividedela upp.
80
253320
2816
Allt de behöver göra är att växa
och dela sig och växa och dela sig.
04:28
They're really leanmager
little photosynthesisfotosyntes machinesmaskiner.
81
256160
3600
De är riktigt effektiva
små fotosyntesmaskiner.
04:33
They really crankvev.
82
261519
1201
De jobbar stenhårt.
04:39
So there are thousandstusentals
of differentannorlunda speciesarter of phytoplanktonfytoplankton,
83
267400
3896
Det finns tusentals olika arter
av växtplankton
04:43
come in all differentannorlunda shapesformer and sizesstorlekar,
84
271320
2176
i alla möjliga former och storlekar.
04:45
all roughlyungefär lessmindre than the widthbredd
of a humanmänsklig hairhår.
85
273520
3256
Alla är de knappt så breda
som ett mänskligt hårstrå.
04:48
Here, I'm showingsom visar you
some of the more beautifulvacker onesettor,
86
276800
3576
Här visar jag några
av de vackrare arterna,
04:52
the textbooklärobok versionsversioner.
87
280400
1480
dem man ser i böcker.
04:54
I call them the charismatickarismatisk
speciesarter of phytoplanktonfytoplankton.
88
282640
3240
Jag kallar dem karismatiska växtplankton.
05:00
And here is ProchlorococcusProchlorococcus.
89
288120
3000
Och här är Prochlorococcus.
05:04
I know,
90
292120
1536
Jag vet,
05:05
it just looksutseende like a bunchknippa
of schmutzSchmutz on a microscopemikroskopet slideglida.
91
293680
2936
det ser mest ut som smuts på objektglaset.
05:08
(LaughterSkratt)
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 revealavslöja them
to you in a minuteminut.
94
300080
2760
och jag ska visa dem om bara en minut.
05:15
But first I want to tell you
how they were discoveredupptäckt.
95
303560
3560
Men först vill jag berätta om
hur de upptäcktes.
05:20
About 38 yearsår agosedan,
96
308080
2136
För 38 år sedan
05:22
we were playingspelar around with a technologyteknologi
in my lablabb calledkallad flowflöde cytometryflödescytometri
97
310240
4776
provade vi i mitt labb en teknik
som kallas flödescytometri.
05:27
that was developedtagit fram for biomedicalBiomedicinsk researchforskning
for studyingstuderar cellsceller like cancercancer cellsceller,
98
315040
4480
Den används i biomedicinsk forskning
för att bland annat studera cancerceller,
men det visade sig att vi kunde använda
den för ett inofficiellt syfte,
05:33
but it turnsvarv out we were usinganvänder sig av it
for this off-labeloff-label purposesyfte
99
321080
3296
05:36
whichsom was to studystudie phytoplanktonfytoplankton,
and it was beautifullyvackert suitedlämpad to do that.
100
324400
3960
nämligen att studera växtplankton.
Och den lämpade sig riktigt väl för det.
05:41
And here'shär är how it worksArbetar:
101
329480
1776
Så här fungerar det:
05:43
so you injectinjicera a sampleprov
in this tinymycket liten little capillaryKapillär tuberör,
102
331280
3240
man injicerar ett prov
i ett mycket litet kapillärrör
05:47
and the cellsceller go singleenda filefil by a laserlaser,
103
335840
3496
så att cellerna, en i taget,
passerar en laser.
05:51
and as they do, they scatterscatter lightljus
accordingenligt to theirderas sizestorlek
104
339360
4056
Medan de gör det sprider de ljuset
i förhållande till sin storlek,
05:55
and they emitavger lightljus accordingenligt
to whatevervad som helst pigmentspigment they mightmakt have,
105
343440
3656
och så avger de ljus
beroende på vilka pigment de har,
05:59
whetherhuruvida they're naturalnaturlig
or whetherhuruvida you stainfläcken them.
106
347120
2616
antingen naturliga eller
några man färgat dem med.
06:01
And the chlorophylchlorophyl of phytoplanktonfytoplankton,
107
349760
2360
Växtplanktonens klorofyll,
06:05
whichsom is greengrön,
108
353160
1336
som är grönt,
06:06
emitsavger redröd lightljus
when you shineglans blueblå lightljus on it.
109
354520
3736
avger rött ljus
när man lyser blått ljus på det.
06:10
And so we used this instrumentinstrument
for severalflera yearsår
110
358280
3216
Vi använde det här instrumentet
under flera år
06:13
to studystudie our phytoplanktonfytoplankton cultureskulturer,
111
361520
1816
för att studera våra planktonodlingar.
06:15
speciesarter like those charismatickarismatisk
onesettor that I showedvisade you,
112
363360
3616
Vi undersökte sådana där karismatiska
planktonarter som jag visade förut
06:19
just studyingstuderar theirderas basicgrundläggande cellcell biologybiologi.
113
367000
2200
för att förstå deras
grundläggande cellbiologi.
06:22
But all that time, we thought,
well wouldn'tskulle inte it be really coolHäftigt
114
370160
2936
Men hela tiden tänkte vi
att det skulle vara verkligt intressant
06:25
if we could take an instrumentinstrument
like this out on a shipfartyg
115
373120
2816
om vi kunde ta med
ett sådant instrument på en båt
06:27
and just squirtspruta seawaterhavsvatten throughgenom it
116
375960
1696
och bara pumpa igenom havsvatten
06:29
and see what all those diversitymångfald
of phytoplanktonfytoplankton would look like.
117
377680
4736
och titta på mångfalden av växtplankton.
06:34
So I managedförvaltade to get my handshänder
118
382440
2096
Så jag lyckades få tag på
06:36
on what we call a bigstor rigrigg
in flowflöde cytometryflödescytometri,
119
384560
3216
vad vi kallar en "big rig"
inom flödescytometrin,
06:39
a largestor, powerfulkraftfull laserlaser
120
387800
2440
en stor, kraftfull laser
06:43
with a money-backpengarna tillbaka guaranteegaranti
from the companyföretag
121
391240
2736
med en garanti från företaget
06:46
that if it didn't work on a shipfartyg,
they would take it back.
122
394000
2936
att vi fick lämna tillbaka den
om den inte fungerade på båten.
06:48
And so a youngung scientistforskare
that I was workingarbetssätt with at the time,
123
396960
3016
En ung forskare som jag arbetade med då,
06:52
RobRob OlsonOlson, was ablestånd
to take this thing apartisär,
124
400000
2576
Rob Olson, lyckades ta isär apparaten,
06:54
put it on a shipfartyg, put it back togethertillsammans
and take it off to seahav.
125
402600
3856
ta med den ombord, sätta ihop den
och resa ut med den på havet.
06:58
And it workedarbetade like a charmcharm.
126
406480
1336
Och den fungerade perfekt.
06:59
We didn't think it would,
because we thought the ship'sfartygets vibrationsvibrationer
127
407840
3136
Vi trodde inte att den skulle göra det,
eftersom båtens vibrationer
07:03
would get in the way
of the focusingfokusera of the laserlaser,
128
411000
2376
kanske skulle göra det svårt
att fokusera lasern,
men den fungerade verkligen perfekt.
07:05
but it really workedarbetade like a charmcharm.
129
413400
1656
07:07
And so we mappedmappas the phytoplanktonfytoplankton
distributionsdistributioner acrosstvärs över the oceanhav.
130
415080
3496
Så vi kartlade utbredningen
av växtplankton i havet.
07:10
For the first time, you could look at them
one cellcell at a time in realverklig time
131
418600
3616
För första gången kunde vi titta på dem
en cell i taget i realtid
07:14
and see what was going on --
that was very excitingspännande.
132
422240
2816
och se hur allt såg ut –
det var otroligt spännande.
07:17
But one day, RobRob noticedlade märke till
some faintsvag signalssignaler
133
425080
3016
Men en dag lade Rob märke till
några svaga signaler
07:20
comingkommande out of the instrumentinstrument
134
428120
1496
som kom från instrumentet
07:21
that we dismissedogillade as electronicelektronisk noiseljud
135
429640
3696
och som vi avfärdade som elektriskt brus
07:25
for probablyförmodligen a yearår
136
433360
2296
i ett år eller så
07:27
before we realizedinsåg that it wasn'tvar inte
really behavingbeter sig like noiseljud.
137
435680
3336
innan vi insåg att de inte riktigt
uppförde sig som brus.
07:31
It had some regularregelbunden patternsmönster to it.
138
439040
2160
Det fanns några återkommande mönster.
07:34
To make a long storyberättelse shortkort,
139
442440
1440
För att göra en lång historia kort
07:36
it was tinymycket liten, tinymycket liten little cellsceller,
140
444640
2536
hittade vi några otroligt små celler.
07:39
lessmindre than one-oneen en hundredthhundradel
the widthbredd of a humanmänsklig hairhår
141
447200
3376
De var mindre än en hundradel av
bredden på ett mänskligt hårstrå
07:42
that containinnehålla chlorophylchlorophyl.
142
450600
1816
och de innehöll klorofyll.
07:44
That was ProchlorococcusProchlorococcus.
143
452440
1360
De var Prochlorococcus.
07:47
So rememberkom ihåg this slideglida that I showedvisade you?
144
455040
2760
Kommer ni ihåg bilden jag visade?
07:50
If you shineglans blueblå lightljus
on that samesamma sampleprov,
145
458680
2616
Om man lyser med blått ljus
på samma prov
07:53
this is what you see:
146
461320
1200
får man se det här:
07:55
two tinymycket liten little redröd light-emittinglysdioder cellsceller.
147
463280
3856
två pyttesmå celler som avger rött ljus.
07:59
Those are ProchlorococcusProchlorococcus.
148
467160
2120
De är Prochlorococcus.
08:02
They are the smallestminsta and mostmest abundantriklig
photosyntheticfotosyntetiska cellcell on the planetplanet.
149
470760
4040
De är de minsta och vanligaste
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 calledkallad the "little greensgröna."
151
479000
1776
så vi kallade dem de "små gröna".
08:12
It was a very affectionateöm namenamn for them.
152
480800
1976
Det var ett smeknamn på dem.
08:14
UltimatelyI slutändan, we knewvisste enoughtillräckligt about them
to give them the namenamn ProchlorococcusProchlorococcus,
153
482800
3616
Till slut visste vi tillräckligt om dem
för att kalla dem Prochlorococcus,
08:18
whichsom meansbetyder "primitiveprimitiv greengrön berryBerry."
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 becameblev so smittenslagna
by these little cellsceller
156
491480
2776
som jag blev så betagen
av de här små cellerna
08:26
that I redirectedOmdirigerad my entirehel lablabb
to studystudie them and nothing elseannan,
157
494280
4120
att jag lade om kursen för hela mitt labb
så att vi studerade dem och inget annat,
08:31
and my loyaltylojalitet to them
has really paidbetald off.
158
499760
3016
och min trofasthet har
verkligen gett utdelning.
08:34
They'veDe har givengiven me a tremendousenorm amountmängd,
includingInklusive bringingföra me here.
159
502800
3560
De har gett mig otroligt mycket,
bland annat tog de mig hit.
08:39
(ApplauseApplåder)
160
507880
5360
(Applåder)
08:45
So over the yearsår,
we and othersandra, manymånga othersandra,
161
513799
2976
Under många år har vi och många andra
08:48
have studiedstuderade ProchlorococcusProchlorococcus
acrosstvärs över the oceansoceaner
162
516799
3377
studerat Prochlorococcus i de olika haven.
08:52
and foundhittades that they're very abundantriklig
over widebred, widebred rangesspänner
163
520200
4576
Vi har funnit att de är mycket talrika
i stora, stora områden
08:56
in the openöppen oceanhav ecosystemekosystem.
164
524800
1640
i det öppna havets ekosystem.
08:59
They're particularlysärskilt abundantriklig
in what are calledkallad the openöppen oceanhav gyresGyres.
165
527680
4096
De är särskilt vanliga i
de stora roterande havsströmmarna.
09:03
These are sometimesibland referredavses to
as the desertsöknar of the oceansoceaner,
166
531800
3736
Dessa sägs ibland vara havens öknar
09:07
but they're not desertsöknar at all.
167
535560
2016
men de är inte alls några öknar.
09:09
TheirDeras deepdjup blueblå watervatten is teemingsvårslagna
168
537600
2536
I deras mörkblå vatten kryllar det
09:12
with a hundredhundra millionmiljon
ProchlorococcusProchlorococcus cellsceller perper literliters.
169
540160
3400
av hundra miljoner
Prochlorococcus-celler per liter.
09:16
If you crowdfolkmassan them togethertillsammans
like we do in our cultureskulturer,
170
544360
2616
Om man koncentrerar dem,
som vi gör när vi odlar dem,
09:19
you can see theirderas beautifulvacker
greengrön chlorophylchlorophyl.
171
547000
3536
kan man se deras vackra, gröna klorofyll.
09:22
One of those testtesta tubesrör
has a billionmiljard ProchlorococcusProchlorococcus in it,
172
550560
4616
Ett av de här provrören
innehåller en miljard Prochlorococcus
09:27
and as I told you earliertidigare,
173
555200
1456
och som jag sade tidigare
09:28
there are threetre billionmiljard billionmiljard billionmiljard
of them on the planetplanet.
174
556680
3176
finns tre miljarder miljarder miljarder
av dem på vår planet.
09:31
That's threetre octillionoctillion,
175
559880
2216
Det är tre kvadriljarder
09:34
if you carevård to convertkonvertera.
176
562120
1680
om någon vill ha det omräknat.
09:36
(LaughterSkratt)
177
564480
1696
(Skratt)
09:38
And collectivelykollektivt, they weighväga
more than the humanmänsklig populationbefolkning
178
566200
3896
Och tillsammans väger de mer än
alla människor tillsammans,
09:42
and they photosynthesizefotosyntes
as much as all of the cropsgröda on landlanda.
179
570120
3960
och de fotosyntetiserar lika mycket
som alla odlade grödor på land.
09:47
They're incrediblyoerhört importantViktig
in the globalglobal oceanhav.
180
575080
3440
De är otroligt viktiga i världshaven.
09:51
So over the yearsår,
as we were studyingstuderar them
181
579120
2496
Under åren som vi studerade dem
09:53
and foundhittades how abundantriklig they were,
182
581640
2176
och kom fram till hur vanliga de var,
09:55
we thought, hmmHmm, this is really strangekonstig.
183
583840
1936
så tyckte vi att det var konstigt.
09:57
How can a singleenda speciesarter be so abundantriklig
acrosstvärs över so manymånga differentannorlunda habitatshabitat?
184
585800
3840
Hur kan en enda art vara så vanlig
i så många olika livsmiljöer?
10:02
And as we isolatedisolerat more into culturekultur,
185
590640
2016
Och när vi isolerade och odlade
fler av dem
10:04
we learnedlärt mig that they
are differentannorlunda ecotypesekotyper.
186
592680
2136
insåg vi att det fanns olika ekotyper.
10:06
There are some that are adaptedanpassat
to the high-lighthög ljus intensitiesstödnivåer
187
594840
2896
Det finns några som är anpassade
till ljusrika förhållanden
10:09
in the surfaceyta watervatten,
188
597760
1256
i ytvattnet
10:11
and there are some that are adaptedanpassat
to the lowlåg lightljus in the deepdjup oceanhav.
189
599040
3576
och några som är anpassade
till ljusfattiga förhållanden i djuphavet.
10:14
In factfaktum, those cellsceller that liveleva
in the bottombotten of the sunlitsolbelysta zonezon
190
602640
3576
Faktiskt är cellerna som lever längst ner
i zonen som nås av solljus
10:18
are the mostmest efficienteffektiv
photosynthesizersphotosynthesizers of any knownkänd cellcell.
191
606240
4776
de mest effektiva fotosyntetiserarna
bland alla celler vi känner till.
10:23
And then we learnedlärt mig
that there are some strainsstammar
192
611040
2336
Och sedan upptäckte vi
att det finns några stammar
10:25
that growväxa optimallyoptimalt alonglängs the equatorekvatorn,
193
613400
3416
som växer bäst längs ekvatorn
10:28
where there are higherhögre temperaturestemperaturer,
194
616840
1736
där temperaturen är högre
10:30
and some that do better
at the coolerkylare temperaturestemperaturer
195
618600
2376
och några som trivs bättre
i lägre temperatur
10:33
as you go northnorr and southsöder.
196
621000
1256
längre norrut och söderut.
10:34
So as we studiedstuderade these more and more
and kepthålls findingfynd more and more diversitymångfald,
197
622280
3696
Så ju mer vi studerade dem,
desto mer mångfald hittade vi.
10:38
we thought, oh my God,
how diverseolika are these things?
198
626000
2440
Vi tänkte, herregud,
hur många sorter finns det egentligen?
10:41
And about that time, it becameblev
possiblemöjlig to sequencesekvens theirderas genomesgenomen
199
629040
3256
Och ungefär då blev det möjligt
att sekvensera deras genom
10:44
and really look underunder the hoodHood
and look at theirderas geneticgenetisk makeupsmink.
200
632320
3600
och lyfta på motorhuven
för att se på deras genuppsättning.
10:49
And we'vevi har been ablestånd to sequencesekvens
the genomesgenomen of cultureskulturer that we have,
201
637280
4416
Och vi har sekvenserat genomen
av flera kulturer vi har.
10:53
but alsoockså recentlynyligen, usinganvänder sig av flowflöde cytometryflödescytometri,
202
641720
2376
Nyligen har vi också börjat
använda flödescytometri
10:56
we can isolateisolera
individualenskild cellsceller from the wildvild
203
644120
2856
för att isolera enskilda celler
från naturen
10:59
and sequencesekvens theirderas individualenskild genomesgenomen,
204
647000
2176
och sekvensera deras enskilda genom
11:01
and now we'vevi har sequencedsekvenser
hundredshundratals of ProchlorococcusProchlorococcus.
205
649200
2880
så att vi nu har sekvenserat
hundratals Prochlorococcus.
11:04
And althoughfastän eachvarje cellcell
has roughlyungefär 2,000 genesgener --
206
652840
3936
Och även om varje cell
har ungefär 2000 gener,
11:08
that's one tenthtionde the sizestorlek
of the humanmänsklig genomegenomet --
207
656800
3576
vilket motsvarar en tiondel
av människans genom,
så ser vi när vi sekvenserar allt fler
11:12
as you sequencesekvens more and more,
208
660400
1456
11:13
you find that they only have
a thousandtusen of those in commonallmänning
209
661880
4696
att cellerna bara har
tusen av generna gemensamt.
11:18
and the other thousandtusen
for eachvarje individualenskild strainanstränga
210
666600
3096
För varje enskild stam
har de andra tusen generna
11:21
is drawndragen from an enormousenorm genegen poolslå samman,
211
669720
2576
tagits från en enorm genpool
11:24
and it reflectsåterspeglar the particularsärskild environmentmiljö
that the cellcell mightmakt have thrivedfrodades in,
212
672320
6616
som speglar den specifika miljö
som cellen levde i,
11:30
not just highhög or lowlåg lightljus
or highhög or lowlåg temperaturetemperatur,
213
678960
2976
inte bara ljusmängden eller temperaturen
utan om de begränsas av tillgången
på särskilda näringsämnen,
11:33
but whetherhuruvida there are
nutrientsnäringsämnen that limitbegränsa them
214
681960
2776
11:36
like nitrogenkväve, phosphorusfosfor or ironjärn.
215
684760
2456
som kväve, fosfor eller järn.
11:39
It reflectsåterspeglar the habitatlivsmiljö
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 eachvarje cellcell is a smartphonesmartphone
218
693040
3256
Varje cell är som en smart telefon
11:48
and the appsappar are the genesgener,
219
696320
1920
och apparna är generna.
11:51
when you get your smartphonesmartphone,
it comeskommer with these built-ininbyggd appsappar.
220
699080
3456
När du får din telefon har den
förinstallerade appar.
11:54
Those are the onesettor that you can't deleteradera
if you're an iPhoneiPhone personperson.
221
702560
3216
Det är dem som du inte kan ta bort
om du har en iPhone.
Du trycker på dem men de skakar inte
och de har inga kryss.
11:57
You pressTryck on them and they don't jigglelitegrann
and they don't have x'skryssen.
222
705800
3056
Även om du inte vill ha dem
kan du inte ta bort dem.
12:00
Even if you don't want them,
you can't get ridbefria of them.
223
708880
2616
12:03
(LaughterSkratt)
224
711520
2576
(Skratt)
12:06
Those are like the corekärna genesgener
of ProchlorococcusProchlorococcus.
225
714120
3136
De apparna är som nyckelgenerna
hos Prochlorococcus.
12:09
They're the essenceväsen of the phonetelefon.
226
717280
2056
De är telefonens grundbultar.
12:11
But you have a hugeenorm poolslå samman
of appsappar to drawdra upon
227
719360
4976
Men du har en uppsjö av appar
att välja bland
12:16
to make your phonetelefon custom-designedskräddarsydda
for your particularsärskild lifestylelivsstil and habitatlivsmiljö.
228
724360
5736
för att anpassa din telefon
till din livsstil och livsmiljö.
12:22
If you travelresa a lot,
you'lldu kommer have a lot of travelresa appsappar,
229
730120
3816
Om du reser mycket har du många reseappar.
12:25
if you're into financialfinansiell things,
you mightmakt have a lot of financialfinansiell appsappar,
230
733960
4816
Om du gillar finansmarknaden
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 probablyförmodligen have a lot of weatherväder appsappar,
232
740360
1936
har du förmodligen många väderappar
12:34
hopinghoppas one of them will tell you
what you want to hearhöra.
233
742320
2616
och hoppas att en av dem
säger det du vill höra.
12:36
(LaughterSkratt)
234
744960
1336
(Skratt)
12:38
And I've learnedlärt mig the last
couplepar daysdagar in VancouverVancouver
235
746320
2376
De senaste dagarna
har jag insett att i Vancouver
12:40
that you don't need a weatherväder appapp --
you just need an umbrellaparaply.
236
748720
2976
behöver man inte någon väderapp –
bara ett paraply.
12:43
So --
237
751720
1216
Så –
12:44
(LaughterSkratt)
238
752960
2176
(Skratt)
12:47
(ApplauseApplåder)
239
755160
2696
(Applåder)
12:49
So just as your smartphonesmartphone tellsberättar us
something about how you liveleva your life,
240
757880
5936
På samma sätt som telefonen
kan berätta något om ditt liv
12:55
your lifestylelivsstil,
241
763840
1296
och din livsstil
12:57
readingläsning the genomegenomet
of a ProchlorococcusProchlorococcus cellcell
242
765160
2616
så kan vi läsa genomet från
en Prochlorococcus-cell
12:59
tellsberättar us what the pressurestryck are
in its environmentmiljö.
243
767800
4040
för att få veta vilka hinder
den stöter på i sin miljö.
13:04
It's like readingläsning its diarydagbok,
244
772680
1976
Det är som att läsa dess dagbok
13:06
not only tellingtalande us how it got
throughgenom its day or its weekvecka,
245
774680
3776
där det inte bara står vad cellen upplevde
under en dag eller vecka
13:10
but even its evolutionaryevolutionära historyhistoria.
246
778480
2680
utan hela dess evolutionshistoria.
13:14
As we studiedstuderade -- I said we'vevi har
sequencedsekvenser hundredshundratals of these cellsceller,
247
782200
3216
Vi har sekvenserat
hundratals av de här cellerna
13:17
and we can now projectprojekt
248
785440
1856
och nu kan vi räkna ut
13:19
what is the totaltotal geneticgenetisk sizestorlek --
249
787320
4136
den totala genetiska storleken –
13:23
genegen poolslå samman --
250
791480
1216
genpoolen –
13:24
of the ProchlorococcusProchlorococcus
federationfederationen, as we call it.
251
792720
3496
av vad vi kallar
Prochlorococcus-"federationen".
13:28
It's like a superorganismGaiateorin.
252
796240
1656
Den är som en superorganism.
13:29
And it turnsvarv out that projectionsprognoser are
253
797920
2616
Och det uppskattas att
13:32
that the collectivekollektiv has 80,000 genesgener.
254
800560
3016
det kollektivt finns 80 000 gener.
13:35
That's fourfyra timesgånger the sizestorlek
of the humanmänsklig genomegenomet.
255
803600
2936
Det är fyra gånger så många
som i det mänskliga genomet.
13:38
And it's that diversitymångfald of genegen poolspool
256
806560
4416
Och mångfalden av genpooler
13:43
that makesgör it possiblemöjlig for them
257
811000
2016
gör det möjligt för dem
13:45
to dominatedominera these largestor
regionsregioner of the oceansoceaner
258
813040
2256
att vara så dominerande
i stora delar av haven
13:47
and maintainupprätthålla theirderas stabilitystabilitet
259
815320
1736
och att förbli stabila
13:49
yearår in and yearår out.
260
817080
1920
år ut och år in.
13:52
So when I daydreamDaydream about ProchlorococcusProchlorococcus,
261
820680
3176
När jag dagdrömmer om Prochlorococcus
13:55
whichsom I probablyförmodligen do more
than is healthyfriska --
262
823880
2456
vilket jag nog gör oftare
än vad som är sunt –
13:58
(LaughterSkratt)
263
826360
1696
(Skratt)
14:00
I imaginetänka them floatingflytande out there,
264
828080
3376
så tänker jag att de flyter runt
14:03
doing theirderas jobjobb,
265
831480
1296
och gör sitt jobb,
14:04
maintainingupprätthålla the planetplanet,
266
832800
1536
håller planeten igång
14:06
feedingutfodring the animalsdjur.
267
834360
3176
och ger mat till djuren.
14:09
But alsoockså I inevitablyoundvikligen endslutet up
268
837560
2176
Men oundvikligen börjar jag också
14:11
thinkingtänkande about what
a masterpiecemästerverk they are,
269
839760
3416
tänka på vilka mästerverk de är
14:15
finelyfint tunedstämd by millionsmiljoner
of yearsår of evolutionevolution.
270
843200
3896
och hur de har finjusterats
under miljontals år av evolution.
14:19
With 2,000 genesgener,
271
847120
2000
Med 2000 gener
14:21
they can do what
all of our humanmänsklig ingenuitypåhittighet
272
849960
2456
kan de göra det som
människans samlade påhittighet
14:24
has not figuredfigured out how to do yetän.
273
852440
2256
inte har hittat en lösning på ännu.
14:26
They can take solarsol- energyenergi, COCO2
274
854720
2976
De kan ta solenergi och koldioxid
14:29
and turnsväng it into chemicalkemisk energyenergi
in the formform of organicorganisk carbonkol,
275
857720
3496
och omvandla det till kemisk energi
i form av organiskt kol,
14:33
lockinglåsning that sunlightsolljus
in those carbonkol bondsbindningar.
276
861240
3280
och sluta in solljuset i kolbindningarna.
14:37
If we could figurefigur out
exactlyexakt how they do this,
277
865760
3536
Om vi kunde ta reda på exakt hur de gör
14:41
it could inspireinspirera designsmönster
278
869320
3016
skulle det kunna inspirera lösningar
14:44
that could reduceminska
our dependencyberoende on fossilfossil fuelsbränslen,
279
872360
2936
som kunde minska vårt
beroende av fossila bränslen
14:47
whichsom bringsger my storyberättelse fullfull circlecirkel.
280
875320
2800
och då är vi tillbaka där vi började.
14:51
The fossilfossil fuelsbränslen that are buriedbegravd
that we're burningbrinnande
281
879160
2896
De fossila bränslena
som vi tar upp ur jorden och förbränner
14:54
tooktog millionsmiljoner of yearsår
for the earthjord to burybegrava those,
282
882080
4816
uppstod under miljontals år,
14:58
includingInklusive those ancestorsförfäder
of ProchlorococcusProchlorococcus,
283
886920
3016
bland annat tack vare
förfäderna till Prochlorococcus,
15:01
and we're burningbrinnande that now
in the blinkblinka of an eyeöga
284
889960
2896
och nu förbränner vi dem
på vad som är ett ögonblick
15:04
on geologicalgeologisk timescalestidsskalor.
285
892880
1936
ur ett geologiskt perspektiv.
15:06
CarbonCarbon dioxidedioxid is increasingökande
in the atmosphereatmosfär.
286
894840
2896
Halten av koldioxid i atmosfären ökar.
15:09
It's a greenhouseväxthus gasgas.
287
897760
1576
Det är en växthusgas.
15:11
The oceansoceaner are startingstartande to warmvärma.
288
899360
2096
Haven börjar värmas upp.
15:13
So the questionfråga is,
what is that going to do
289
901480
2736
Så frågan är hur det kommer att påverka
15:16
for my ProchlorococcusProchlorococcus?
290
904240
2496
mina Prochlorococcus.
15:18
And I'm sure you're expectingförväntar sig me to say
that my belovedälskad microbesmikrober are doomeddömd,
291
906760
4936
Ni förväntar er säkert att jag ska säga
att det är ute med mina älskade mikrober
15:23
but in factfaktum they're not.
292
911720
1320
men det är det faktiskt inte.
15:25
ProjectionsPrognoser are that theirderas populationspopulationer
will expandbygga ut as the oceanhav warmsvärmer
293
913960
5656
Prognoser visar att deras populationer
ökar när haven blir varmare
15:31
to 30 percentprocent largerstörre by the yearår 2100.
294
919640
3880
och att de år 2100
kommer att vara 30 procent större.
15:36
Does that make me happylycklig?
295
924000
1400
Gör det mig glad?
15:38
Well, it makesgör me happylycklig
for ProchlorococcusProchlorococcus of coursekurs --
296
926320
2656
Nja, jag blir så klart glad
för Prochlorococcus skull –
15:41
(LaughterSkratt)
297
929000
2296
(Skratt)
15:43
but not for the planetplanet.
298
931320
2400
men inte för planetens.
Det finns vinnare och förlorare
15:46
There are winnersvinnare and losersförlorare
299
934480
1376
15:47
in this globalglobal experimentexperimentera
that we'vevi har undertakenåtagit sig,
300
935880
3256
i det globala experiment
som vi är i färd med,
15:51
and it's projectedprojicerade that amongbland the losersförlorare
301
939160
2976
och enligt prognoserna
hittar vi bland förlorarna
15:54
will be some of those
largerstörre phytoplanktonfytoplankton,
302
942160
2056
några av de större växtplanktonen,
15:56
those charismatickarismatisk onesettor
303
944240
1296
de där karismatiska arterna
15:57
whichsom are expectedförväntat
to be reducednedsatt in numberstal,
304
945560
2816
som väntas bli allt bli färre,
16:00
and they're the onesettor that feedutfodra
the zooplanktondjurplankton that feedutfodra the fishfisk
305
948400
3496
och de äts av djurplankton
som sedan äts av fiskar
16:03
that we like to harvestskörda.
306
951920
1400
som vi själva gärna fångar.
16:08
So ProchlorococcusProchlorococcus has been
my musemusa for the pastdåtid 35 yearsår,
307
956600
4456
Prochlorococcus har varit min musa
de senaste 35 åren,
16:13
but there are legionslegioner
of other microbesmikrober out there
308
961080
2376
men det finns otaliga mikrober där ute
16:15
maintainingupprätthålla our planetplanet 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
readyredo and waitingväntar for us to find them
so they can tell theirderas storiesberättelser, too.
311
968440
4256
och bara väntar på att bli upptäckta
och få berätta sina historier.
16:24
Thank you.
312
972720
1216
Tack.
16:25
(ApplauseApplåder)
313
973960
5600
(Applåder)
Translated by Maria Warnefors
Reviewed by Lisbeth Pekkari

▲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