Jernmangel begrænser marine mikrober

Jern er et kritisk næringsstof i havet. Dens betydning for alger og nitrogenkredsløbet er allerede blevet undersøgt i detaljer. Nu, en ny opdagelse viser, at mikrober også har brug for jern for at behandle fosfor. Et team af forskere fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel og University of Southampton, U.K., har publiceret resultater i det internationale tidsskrift Naturkommunikation viser, at jern kan begrænse fosforoptagelsen i havet. Deres undersøgelse bidrager til viden om næringsstofcykling i havet.

Forskere beskriver ofte det tropiske hav som en 'blå ørken'. Dette skyldes den begrænsede tropiske vækst af encellede alger sammenlignet med andre oceaniske områder, som ellers ville farve havet grønt. Væksten af ​​disse alger afhænger af næringsstoffer som nitrogen og fosfor. På samme tid, andre marine organismer er afhængige af disse 'havplanter' for at spise og overleve i havet.

"I princippet nitrogen og fosfor er til stede selv i det tropiske hav. Men ofte er disse elementer inkorporeret i dele af døde planter og dyr, der synker til havbunden, " forklarer hovedforfatteren Dr. Thomas Browning fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel.

Mikrober kan komme til disse skjulte næringsstoffer ved at genbruge dødt stof ved hjælp af enzymer. Som resultat, næringsstoffer som fosfor bliver tilgængelige igen. Men enzymer kræver sporstoffer som jern for at fungere, som forskerne forklarer.

"Hvis man ser på næringsstoffordelingen i havene på global skala, du kan se regionale forskelle, " siger Dr. Browning. "Interessant nok, vi ved fra tidligere observationer, at for områder, hvor næringsstoffer begrænser væksten af ​​marine alger, ikke alle tilgængelige puljer af næringsstoffer bruges. Men hvorfor?"

Under et forskningskrydstogt, forskergruppen søgte svar på dette spørgsmål. I feltforsøg, jern blev tilsat havvand, og forskerne observerede mikrobiel enzymaktivitet. "Vi observerede, at aktiviteten af ​​en vidt udbredt gruppe af mikrobielle enzymer var påvirket af tilgængeligheden af ​​jern i havvandet, " siger Dr. Browning.

Resultaterne var med til at bekræfte en hypotese fremstillet i et tidligere studie af forskere ved University of Oxford. "De demonstrerede ved laboratorieforsøg, at mikrobielle enzymer har brug for jern for at behandle fosfor, og foreslog, at dette også kunne være vigtigt i havet. Vi har for første gang bekræftet, at dette er, Ja, sagen, "Siger Browning.

Mellem de vigtigste næringsstoffer nitrogen og fosfor, kvælstof ses primært som den væsentligste begrænsende faktor for væksten af ​​alger i havet. Den yderligere tilførsel af nitrogen til verdenshavene ved menneskelige aktiviteter, imidlertid, kan ændre denne situation i fremtiden. Fosforbegrænsning kan blive mere udbredt, og tilstedeværelsen af ​​jern forventes derfor at spille en stor rolle. Med hensyn til økologiske cyklusser i havet, dette skift ville påvirke alger, deres iltproduktion, og evnen til at optage CO2 fra atmosfæren.