Tropiske havgræsser manipulerer sedimenters frigørelse af jern og fosfat – Biologisk Institut - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

BIO > Nyheder > Pressemeddelelser > Tropiske havgræsser ma...

04. december 2017

Tropiske havgræsser manipulerer sedimenters frigørelse af jern og fosfat

Marinbiologi

Havgræsser, inklusive vores hjemlige ålegræs, er marine blomsterplanter der vokser i lavvandede kystområder. Havgræsenge er vigtige og meget produktive marine økosystemer, som dæmper bølgebevægelser og kysterosion, er levested for mange typer marine organismer, og binder en stor mængde CO2 i deres biomasse som deponeres i havbunden. For at trives skal planterne dog have adgang til næringsstoffer, og det har længe været et mysterium, hvordan tropiske havgræsser kan opbygge tætte bestande i et næringsfattigt miljø, hvor bl.a. fosfat og jern er stærkt bundet i sandede karbonatholdige sedimenter.

I et nyt studie publiceret i det førende miljøbiologiske tidsskrift Environmental Science & Technology har en gruppe forskere fra Biologisk Institut, Københavns Universitet i samarbejde med østrigske og australske kolleger nu vist, at tropiske havgræsser kan stimulere frigørelsen af fosfat og jern fra sedimentet i deres rodzone ved at ændre det kemiske mikromiljø omkring rødderne.

-       ’Havgræsser er forankret i havbunden på trods af dennes ofte høje indhold af giftigt svovlbrinte. Planterne kan forhindre indtrængning af svovlbrinte ved at forsegle dele af deres rodnet. De kan også udskille ilt, som reagerer kemisk med svovlbrinten eller stimulerer svovlbrinte oxiderende bakterier i det omgivende sediment. Der udskilles også organiske stoffer i rodzonen, som kan påvirke pH og den ppHden mikrobielle aktivitet i det omgivende sediment’ forklarer Kasper E. Brodersen, som er postdoc i marinbiologisk sektion på Biologisk Institut

Foto: Maria Mosshammer

En ny metode afslører den kemiske sammenhæng
Ved brug af nye billeddannende metoder, kunne forskergruppen for første gang vise den kemiske dynamik af ilt og pH samt fosfat og andre stoffer i de tropiske havgræssers rodzone. Målingerne viste, at havgræssernes rodzone udviser en stor variation af kemiske mikromiljøer omkring rødderne, som påvirkes af planternes udskillelse af ilt og organiske stoffer.
-       ’Det er vigtig viden det her, hvis man vil forstå, hvorfor i alverden nogle planter kan trives i så næringsfattige områder. Og vores metoder giver mulighed for at få et indblik i hvordan havgræsser manipulerer det kemiske mikromiljø og tilgængeligheden af nærings-stoffer omkring deres rødder, fortsætter Kasper E. Brodersen.

   

Planterne udnytter næringsstofferne på forskellig vis
Forskergruppen fandt 2 forskellige mekanismer, hvorved tilgængeligheden af de essentielle næringsstoffer jern og fosfat øges.

1) Udskillelsen af ilt fra rødderne i bestemte mikromiljøer stimulerer oxidationen af svovlbrinte, hvilket medfører en forsuring af sedimentmiljøet, der mobiliserer fosfat fra sedimentets calciumkarbonat, og dermed øger dette vigtige næringsstofs tilgængelighed for havgræsserne.

2) I andre mikromiljøer i havgræssernes rodzone udskiller planten organiske forbindelser, der stimulerer sulfatrespirerende bakterier i sedimentet. Herved øges dannelsen af svovlbrinte, der reagerer med jern-hydroxider og calcium-karbonat i sedimentet. Herved frigøres både fosfat og reduceret jern, der kan optages af planterne. Ved aktivt at manipulere med de kemiske forhold i deres rodzone kan tropiske havgræsser således sikre sig adgang til essentielle næringsstoffer, hvilket forklarer deres udbredelse i næringsfattige tropiske kystområder.   

Projektets resultater og den nye kombination af metoder skaber grundlag for lignende studier af vandplanters interaktion med sedimenter og mikrober. Havgræsser og andre vandplanter er vigtige komponenter i kystnære økosystemer, hvor de dog trues af miljøforandringer såsom eutrofiering, kystudvikling, byggerier og klimaforandringer. En bedre forståelse af vandplanters interaktion med mikroorganismer og det kemiske mikromiljø er helt central for at forstå, hvordan sådanne stressfaktorer påvirker planterner og deres mulighed for at tilpasse sig.