En vigtig mikrobiel proces skjult på marine partikler

Hvordan i alverden?
I årevis har forskere undret sig over, hvorvidt og hvordan bakterier, der lever af opløst organisk materiale i havvand, kan udføre kvælstoffiksering. Man antog, at høje iltniveauer, kombineret med en lav mængde opløst organisk materiale i vandsøjlen, ville forhindre den anaerobe og energikrævende kvælstoffiksering.  

Allerede i 1980'erne blev det foreslået, at kvælstoffiksering muligvis kunne finde sted på marine aggregater (såkaldt marin sne), men dette blev aldrig bevist.

Indtil nu…

I et nyt studie, viser forskere fra Københavns Universitet, ved hjælp af matematiske modeller, at mikrobiel fiksering af kvælstof kan finde sted på disse aggregater af dødt og levende plankton. Resultaterne er netop blevet offentliggjort i det prestigefyldte videnskabelige tidsskrift, Nature Communications.

— "Det har taget os næsten to år at nå hertil, men det var bestemt umagen værd, da resultaterne er noget af et gennembrud. I et tæt samarbejde med forskere fra Center for Ocean Life på DTU Aqua og i USA er det lykkedes os at skabe en model, der efterligner forholdene på marine snepartikler. Med modellen viser vi, at bakterier kan lave en tæt kolonisering af marine partikler. Bakterievæksten giver anledning til en omfattende respiration, der sænker iltkoncentration på partiklen, og i sidste ende muliggør den anaerobe kvælstoffikseringsproces ”, forklarer førsteforfatter og postdoc ved Biologisk Institut, Subhendu Chakraborty.

Med deres model kunne forskerne også vise dybdefordelingen af kvælstoffiksering i vandsøjlen. De fandt ud af, at kvælstoffikseringen blandt andet afhænger af størrelse, tæthed og hastigheden hvormed de marine snepartikler synker. Desuden påviste de, at de modellerede værdier var sammenlignelige med reelle værdier målt i havvand.

— "Denne sammenligning gav os tillid til modellen", fortæller medforfatter Lasse Riemann, professor ved Biologisk Institut. Lasse fortsætter: "Vi er meget stolte af vores studie, fordi resultaterne, for første gang, giver en forklaring på, hvordan kvælstoffiksering kan finde sted på marine sne-partikler. Desuden indikerer resultaterne, at processen er af afgørende betydning for den globale marine kvælstofcyklus og dermed for planktonproduktionen i havet".

Forskerne håber, at deres studie vil inspirere fremtidig forskning i det mikrobielle liv på marine partikler, da det tilsyneladende spiller en central rolle for, hvordan mange næringsstoffer, omsættes i havet.