Nyopdaget bakterie spiller nøglerolle i havenes næringsbalance

Af Birgitte Svennevig, birs@sdu.dk

Flere steder i verdenshavene findes der enormt store zoner, hvor der ikke er noget ilt i vandet. Disse døde zoner er naturligt forekommende og er ikke opstået som følge af klimaforandringerne, men klimaforandringerne er med til at gøre dem større, og det kan forskubbe globale balancer.

Forskere har længe vidst, at bakterier er ansvarlige for fjernelsen af kvælstof i de døde zoner, men de har ikke vidst hvilke bakterier. Nu udpeges en bestemt bakterie som hovedansvarlig. Den har endnu ikke fået et navn; men den tilhører bakteriegruppen SAR11.

- SAR11 er en af verdens mest almindelige organismer, som findes stort set overalt i verdenshavene. Vores forskning viser nu, at den ikke kun findes i de iltholdige dele af havet, som man hidtil har troet – men at en særlig, hidtil ukendt variant er vidt udbredt i de døde zoner, hvor den klarer sig uden ilt ved i stedet at bruge nitrat, som er en kvælstofforbindelse. Med dens udbredte tilstedeværelse spiller den en nøglerolle i havets næringssaltbalance, siger professor Bo Thamdrup, der sammen med adjunkt Morten Larsen og postdoc Laura Bristow fra Biologisk Institut, SDU, har deltaget i studiet.

Havets produktivitet bliver påvirket

Studiet er ledet af forskere fra Georgia Institute of Technology, USA, og arbejdet er støttet af bl.a. National Science Foundation og NASA Exobiology Program. Resultatet er offentliggjort i tidsskriftet Nature.

- Med afsløringen af den nyopdagede variant af SAR11-bakterien som hovedansvarlig for at bruge nitrat har vi nu mulighed for at undersøge, hvordan bakterien regulerer sin aktivitet, afhængigt af miljøforholdene og dermed påvirker fjernelsen af kvælstof i havet. Det er specielt vigtigt, fordi de døde zoner breder sig, og modeller viser, at denne vækst vil fortsætte i fremtiden. Hvis kvælstofomsætningen øges tilsvarende, kan det påvirke havets produktivitet og dermed dets evne til at optage CO2 fra atmosfæren, siger Bo Thamdrup.

Sådan opererer SAR11

SAR11 bakterierne ånder normalt ilt, men det særlige ved den nyopdagede variant er, at den kan gå over til nitrat, når der ikke er mere ilt. Nitrat er en kvælstofforbindelse, der danner grundlag for algevækst (på landjorden bruger vi det i kunstgødning til at stimulere plantevækst). 

Når SAR11 ånder nitrat, bliver nitraten omdannet til nitrit, og dermed har vi forklaringen på, at nitrit ophobes i de døde zoner. Den ophobede nitrit bliver udnyttet af andre bakterier, der omdanner det til kvælstofgas, N2, som alger ikke kan bruge til deres vækst.

SAR11 sætter altså gang i processer, der fører til fjernelse af ”gødning” fra havet og har dermed stor betydning for reguleringen af havets produktivitet og dermed dets evne til at optage CO2 fra atmosfæren. Et konkret eksempel er, at alger optager CO2, og hvis algerne forsvinder fra vandet, optager havet mindre CO2 fra atmosfæren.

Døde zoner og Jordens balancer

De døde zoners videnskabelige navn er Minimum Ozygen Zones (OMZ).

De opstår oftest ud for tropiske kyster, hvor dybt og næringsrigt vand stiger op til overfladen. Simple livsformer som alger blomstrer op, dør og synker mod havbunden. De døde alger bliver spist af bakterier, og i denne proces fjerner bakterierne ilt fra vandet. Når ilten forsvinder, kan kun enkelte mikroorganismer klare sig.

Der findes tre store Oxygen Minimum Zones i Stillehavet ud for Peru/Chile, nord for Ækvator ud for Mexico/Guatamala og i det Arabiske Hav. Disse tre zoner består af afgrænsede, undersøiske vandområder, der i modsætning til det omgivende havvand ikke indeholder ilt.

Zonerne ligger ca. 100 - 500 meter under havets overflade, og de udgør ca. to pct. af verdenshavenes areal, men de har stor betydning: De står for en tredjedel af havenes fjernelse af kvælstof. Bare et lille udsving i deres størrelse har altså stor betydning for havenes fjernelse af kvælstof.