Biologer kvantificerer bakterioplanktons kulstofforbrug for bedre at forstå havets kulstofcyklus

Havene er gode til at optage kuldioxid (CO ₂ ) fra luften, men når deres dybe vand bringes til overfladen, havene selv kan være en kilde til denne udbredte drivhusgas.

Vindmønstre sammen med Jordens rotation driver dybt havvand - og CO ₂ det sekvestrerer - opad, udskiftning af overfladevand, der bevæger sig offshore. En proces kendt som upwelling, det forekommer på kontinenternes vestkyst. Og det er en del af en uendelig loop, hvor CO ₂ niveauer i overfladen hav stiger og falder i en naturlig rytme.

Men når CO ₂ niveauer stiger, havets pH falder, forårsager forsuring af havet. Søger at undersøge, hvordan kortsigtede perioder med forhøjet CO ₂ fra opvækst påvirker bakterierne i vandet, UC Santa Barbara -forskere fandt ud af, at den ekstra CO ₂ - og tilsvarende fald i pH - øgede respirationen af ​​disse organismer. Det betyder, at flere ressourcer genanvendes snarere end opbevares i fødevarenettet. Resultaterne vises i journalen PLOS ONE .

"På trods af deres mikroskopiske størrelse, disse bakterier driver den største cyklus af kulstof i havets overflade, "sagde hovedforfatter Anna K. James, en kandidatstuderende i UCSB's Interdepartmental Graduate Program in Marine Science. "Jeg ville se, hvor meget opløst organisk kulstof bakterierne spiste, og hvilken andel de dedikerede til biomasse."

Ud over at måle organismenes biomasse, James beregnede bakteriel respiration. Når disse mikrober hviler, det organiske kulstof, de forbruger, omdannes tilbage til CO ₂ , som - som en gas - har potentiale til at gå tilbage i atmosfæren eller igen opløses i overfladehavet.

"Den forhøjede bakterielle respiration kan begrænse havenes evne til at lagre organisk kulstof ved at omdanne det til CO ₂ , "Forklarede James.

For at måle strømmen af ​​kulstof gennem bakterier, James gennemførte remineraliseringseksperimenter - inkubationer af havvandskultur, der bruger filtreret havoverflade. Hun indsamlede naturlige bakteriesamfund fra overfladehavet, føjede dem til det filtrerede havvand og målte, hvor meget kulstof bakterierne indtog. Fra det, James var også i stand til at beregne deres biomasse, overflod og åndedræt.

"Det er vigtigt at vide, hvad bakteriel respiration er, fordi det har en række konsekvenser for havets kulstofcyklus, "James sagde." Den første er bevægelsen af ​​organisk kulstof fra overfladen til det dybe hav enten via fysisk blanding eller synkning. Den anden er, hvis det organiske kulstof er indeholdt i bakteriel biomasse, det kan indtages af andre organismer, der spiser bakterier. "

Resultatet:Faktorer, der påvirker genanvendelsesgraden af ​​mikrober, ændrer det organiske stofs skæbne i havets vandsøjle. "Det er virkelig overraskende at indse, at små bakterier reagerer på koncentrationen af ​​CO ₂ tilgængelig og igen påvirke mængden af ​​kulstof, havet optager, "sagde medforfatter Uta Passow, en forsknings oceanograf ved UCSB's Marine Science Institute.

"Annas arbejde viser et uventet, men vigtigt fund, der viser, at marine bakterier direkte kan reagere på hurtige fald i havets pH, "sagde medforfatter Craig Carlson, en professor i UCSB's Institut for Økologi, Evolution og marinbiologi. "Ved at øge deres genanvendelsesgrad, bakterier konverterer noget af det organiske stof tilbage til CO ₂ , som har konsekvenser i fødevare- og havbiogeokemiske processer. "