Mystiske blærer i havet

Vanlige bakterier i havet pøser ut små blærer fulle av næringsstoffer og DNA-biter. Men hva i all verden er de? Matpakker? DNA til andre bakterier? Lokkeduer? Forskerne klør seg i hodet.

Publisert
Elektronmikroskopbilde av cyanobakterien Prochlorococcus. Du ser vesiklene som små kuler nær overflata av cellene. (Foto: Steven Biller)
Elektronmikroskopbilde av cyanobakterien Prochlorococcus. Du ser vesiklene som små kuler nær overflata av cellene. (Foto: Steven Biller)

Det hele begynte i 2008. Da oppdaget daværende student Anne Thomson små blærer som bulte ut på overflata av Prochlorococcus – en plantelignende bakterie som bor i havet.

Men hverken Thomson, professoren hennes eller de andre marinbiologene fra det amerikanske universitetet MIT hadde anelse om hva dette kunne være for noe. Først da postdoktor Steven Biller slo seg med i teamet ble det sus i serken.

Biller hadde nemlig sett noe lignende da ha jobbet med jordbakterier og konkluderte: Dette dreier seg om ekstracellulære vesikler – små blærer med cellemembran og innhold som blir skilt ut fra en bakterie.

Slike vesikler var aldri observert i havet før, og dermed begynte undersøkelsene som skulle avdekke en stor og ukjent del av mikrobiologi i havet. En del som kan ha stor betydning for næringsomsetningen og spredning av gener i havet, ifølge forskerne.

Forbløffende mengder

Det viste seg fort at vanntanker med de svært vanlige cyanobakteriene Prochlorococcus eller Synechococcus myldret av de spesielle blærene. Telling viste at det var minst like mange vesikler som bakterier, og noen ganger opptil ti ganger så mange.

En 20-liters tank med sjøvann og cyanobakterien Prochlorococcus i laboratoriet. Det er bakteriene som farger vannet grønt. De inneholder fargestoffet klorofyll, som kan fange opp energien i sollys. (Foto: Steven Biller)
En 20-liters tank med sjøvann og cyanobakterien Prochlorococcus i laboratoriet. Det er bakteriene som farger vannet grønt. De inneholder fargestoffet klorofyll, som kan fange opp energien i sollys. (Foto: Steven Biller)

Nærmere undersøkelse viste at bakteriene slapp ut omtrent en vesikkel i døgnet. De små blærene var stabile og kunne duppe rundt i vannet i to uker eller mer.

Da forskerne undersøkte vann fra både næringsrike og næringsfattige områder i havet, fant de vesikler også her. Og da de analyserte DNAet i blærene, viste det seg å være spor etter mange ulike bakterier. Dette peker mot at mange typer bakterier lager slike vesikler.

Og det betyr igjen at det finnes forbløffende mengder av slike små næringsbobler i verdenshavene.

Forskerne har beregnet at den globale produksjonen til bare Prochlorococcus-bakterier i verdenshavene kommer opp i svimlende en milliard milliard milliarder, eller 10 med 27 nuller bak – hver dag.

Men hva i all verden skal det være godt for?

Må være en fordel, men hvilken?

Disse bakteriene slipper altså daglig fra seg en blære på omtrent en seksdel av sin egen kroppsstørrelse, full av DNA-biter og proteiner som den fotosyntetiserende bakterien har lagd av sollys og karbondioksid.

Forskerne tok prøver av havvann for å se om de kunne finne vesikler i det fri. Her i Sargassohavet, desember 2012. (Foto: Steven Biller)
Forskerne tok prøver av havvann for å se om de kunne finne vesikler i det fri. Her i Sargassohavet, desember 2012. (Foto: Steven Biller)

Det representerer et stort tap av energi og næringsstoffer. Ingen levende organismer driver med slikt for moro skyld.

- Det må være en evolusjonær fordel med dette. Vår utfordring er å finne ut hva det er, sier professor Sallie Chrisholm, ifølge en pressemelding.

Forskerteamets spekulasjoner går foreløpig som følger:

Tidligere forskning har vist at Prochlorococcus vokser bedre i miljøer hvor det også finnes bakterier som ikke driver med fotosyntese.

Kanskje forbedrer Prochlorococcus rett og slett levemiljøet sitt ved å fôre slike bakterier med matpakker i blæreform?

Eller bruker de vesiklene som narremål for farlige virus?

Narremål for virus

Havet er fullt av virus som angriper bakterier. Chrisholm og co gjorde forsøk, og så at slike virus i mange tilfeller gikk løs på blærene i stedet for Prochlorococcus-bakteriene. Kanskje kan vesiklene være en måte å beskytte seg mot virusangrep?

I tillegg har tidligere forskning også antydet at vesikler kan spille en rolle i utveksling av gener bakterier imellom. Det å lett kunne ta til seg og gi fra seg gener er en av bakterienes spesialiteter, og en egenskap som gjør dem svært tilpasningsdyktige.

Kanskje fungerer blærene som et reservoar av DNA? Det er i hvert fall ikke utenkelig at vesiklene hjelper til med å spre gener mellom bakterier i havet.

Uansett mening for bakteriene, er det sannsynlig at blærene har en betydning for miljøet rundt seg. De kan fungere som mat for andre mikroorganismer og slik være med i de store næringskjedene i havet. Dermed blir de også en hittil ukjent del av karbonkretsløpet.

- De kan vise seg å være en viktig del av genetisk og biokjemisk utveksling i havene, sier Biller.

Referanse:

S. J. Biller, F. Schubotz, S. E. Roggensack, A. W. Thompson, R. E. Summons, S. W. Chisholm, Bacterial Vesicles in Marine Ecosystems, Science, vol. 343, 10. januar 2014, 183-186.