Stigende kuldioxidniveauer, havets surhed kan ændre afgørende havproces

Klimaændringer kan bringe cyanobakterier, der er afgørende for havets funktion, i fare, da mængden af ​​kuldioxid i atmosfæren stiger, og surheden i havvand ændres.

I et papir offentliggjort torsdag i Videnskab , et team af forskere fra Florida State University, Xiamen University i Kina og Princeton University hævder, at forsuring af havvand forårsaget af stigende kuldioxidniveauer gør det svært for en type cyanobakterier at udføre en proces kaldet nitrogenfiksering.

Få mennesker ved meget om en type cyanobakterier, der kaldes Trichodesmium , men denne minimale samling af celler er kritisk for sundheden for hundredvis af arter i Jordens oceaner. Gennem nitrogenfiksering, Trichodesmium omdanner nitrogengas til ammoniak og andre molekyler, som organismer er afhængige af for at overleve.

Trichodesmium menes at være ansvarlig for omkring 50 procent af havets nitrogenfiksering, så et fald i dets evne kan have en stor ringvirkningsvirkning på marine økosystemer.

"Dette er en af ​​de største nitrogenkilder for andre organismer i det åbne hav, "sagde Sven Kranz, assisterende professor i Jorden, Ocean and Atmospheric Science ved Florida State University og medforfatter af denne undersøgelse. "Hvis Trichodesmium reagerer negativt på de miljøændringer, der påtvinges havet ved forbrænding af fossilt brændstof, det kan have en stor effekt på vores madweb. "

Klimaændringernes virkninger på Trichodesmium er blevet undersøgt omfattende af forskere i laboratorier over hele kloden, men med vidt forskellige resultater. Nogle forskere fandt ud af, at øget kuldioxid i havvand forårsagede et fald i nitrogenfiksering, mens andre oplevede enorme stigninger. På grund af den store rolle, disse bakterier spiller for sundheden i Jordens oceaner, Kranz og hans kolleger søgte at løse uoverensstemmelserne.

Nogle af disse uoverensstemmelser, de fandt, er baseret på forberedelse af vandet, hvor disse organismer typisk vokser under laboratorieforhold. For eksempel, forskerne fandt kontaminering af elementer som ammoniak eller toksiske elementer som øget kobberkoncentration.

"Enhver lille forskel i de specifikke ingredienser i vandet - i dette tilfælde kunstigt havvand, som forskere forbereder - kan have en enorm effekt på resultatet, "Sagde Kranz.

En let forurening kan kaste en enorm skruenøgle i processen, alligevel er brug af dette kunstige havvand almindeligt, fordi ikke alle laboratorier har adgang til rent havvand.

Forfatterne fandt også ud af, at øget kuldioxid undertiden kunne stimulere nitrogenfiksering, men dette blev opvejet af de negative virkninger af den øgede havsyre.

Kranz begyndte at undersøge, hvordan øget kuldioxid påvirker cyanobakterier som forsker i Tyskland og derefter som postdoktor hos François Morel og Dalin Shi ved Princeton University. Shi er nu på Xiamen University og ledede undersøgelsen med sin forskergruppe der.

Til denne undersøgelse, Kranz fokuserede på de foreløbige datasamlinger og hvordan cyanobakterierne reagerede på ændrede koncentrationer af jern og kuldioxid. Shis gruppe i Kina gennemførte yderligere undersøgelser, herunder proteinanalyse og replikerede dette arbejde på området, udførte forsøg i Det Sydkinesiske Hav i maj 2016.