Alger og bakterier danner grunnlaget for alt liv i havet.

Denne primærproduksjonen fanger opp CO2 og bidrar derfor sterkt til å regulere den globale oppvarmingen.

Dersom det skjer en ubalanse på det laveste nivået i havets næringskjede, får det så store konsekvenser for resten av livet på jorda at vi knapt kan forestille oss omfanget. 

Nå viser en ny studie fra forskningsgruppen Marin mikrobiologi ved UiB at balansen mellom karbon og næringssalter i havets mikrobielle næringskjede kan ha uventet effekt på den globale karbonsyklusen.

Funnene er så oppsiktsvekkende at de ble publisert i det  naturvitenskapelige tidsskriftet Nature.

Konkurrerer om næringssalter

Skjebnen til karbon i havet er bestemt av den marine næringskjeden.

For å forutsi dynamikken i karbonsyklusen er forskerne opptatt av å forstå grunnleggende prinsipper om interaksjoner mellom arter, og hvordan de blir påvirket av næringstilgang.

– Nøkkelen i artikkelen er å se hvilke prosesser som styrer bakterienes evne til å bryte ned organiske forbindelser, sier professor i mikrobiologi Frede Thingstad.

Han ledet studien som ble gjennomført i Ny Ålesund på Svalbard sommeren 2007.

Alger, diatomer og bakterier kan fint leve sammen i havet. Mens alger og diatomer bygger opp organisk materiale gjennom fotosyntesen, bryter bakterier ned organisk materiale.

Men på ett område er de konkurrenter; både alger og bakterier trenger nitrogen og fosfor for å leve. Dermed blir det en konkurranse mellom prosessen som binder CO2 (algene), og den prosessen som slipper ut CO2 (bakteriene).

Overraskende funn

Forskerne fra Institutt for biologi undersøkte denne dynamikken i arktiske forhold og tilsatte økende mengde organisk materiale i forsøksenhetene.

De fant ut at når bakterieveksten kun var begrenset av næringssaltene nitrogen og fosfor, ble ekstra organisk karbon akkumulert i systemet.

Men når bakterieveksten var begrenset av for lite organisk karbon, skjedde det noe uventet. For å bryte ned løst organisk karbon som ble tilført systemet, stjal bakteriene nitrogen og fosfor fra algene.

Det hadde den effekten at primærproduksjonen – og dermed mengden av karbon som lagres i systemet – totalt sett gikk ned. Men det som overrasket forskerne var at primærproduksjonen gikk mer ned enn den mengden organisk materiale forskerne tilsatte.

– Ved å tilsette mer organisk materiale ble det mindre organiske materiale, summerer Thingstad.

Ut fra resultatene konkluderer forskerne med at effekten av å tilsette organisk karbon, i stor grad avhenger av hvilken tilstand den mikrobielle næringskjeden er på det aktuelle tidspunktet.

Effektive diatomer

Forskerne undersøkte også hvordan ulike økosystem reagerer på tilførsel av organisk materiale.

Halvparten av forsøkene var beriket med silikat. Dette gir oppblomstring av diatomer, en klasse alger som er svært effektive til å binde CO2.

En oljeforurensing gir tilførsel av organisk materiale til havet. Hvordan oljen blir nedbrutt er avhengig av tilstanden i det mikrobielle økosystem i vannmassene som blir forurenset, viste resultatene til Thingstads forskningsgruppe.

Referanse:

T. F. Thingstad, R. G. J. Bellerby, G. Bratbak, K. Y. Børsheim, J. K. Egge, M. Heldal, A. Larsen, C. Neill, J. Nejstgaard, S. Norland, R.-A. Sandaa, E. F. Skjoldal, T. Tanaka, R. Thyrhaug & B. Töpper: “Counterintuitive carbon-to-nutrient coupling in an Arctic pelagic ecosystem”, Letter, Nature advance online publication 20 August 2008.