Bakterier samarbejder om at drive havmotoren frem

Væsentlige mikrobiologiske interaktioner, der holder vores have stabile, er blevet fuldt ud afsløret for første gang, af forskere ved University of Warwick.

Dr. Joseph Christie-Oleza og professor David Scanlan fra School of Life Sciences har opdaget, at to af de mest udbredte typer af mikroorganismer i havene – fototrofe og heterotrofe bakterier – samarbejder om at omsætte næringsstoffer, følgelig, trække kulstof fra atmosfæren og fodre økosystemet.

Dette er i modstrid med den populære videnskabelige tro på, at marine fototrofer og heterotrofer konkurrerer med hinanden om at indtage de knappe næringsstoffer, der findes i havvand.

Fototrofiske bakterier bruger lys til at 'fikse' kuldioxid fra luften, og omdanne dette til organisk stof – som siver ud, og forbruges af heterotrofer, som igen frigiver næringsstoffer tilbage til økosystemet, så de fototrofe bakterier kan fortsætte med at udføre deres arbejde:fotosyntese og fikse mere kulstof.

Denne interaktion holder niveauet af næringsstoffer i havet afbalanceret og holder en sund base, der i sidste ende opretholder hele det marine fødenet. Halvdelen af ​​planetens primære produktion og halvdelen af ​​den ilt, vi indånder, er afhængige af, at dette system fungerer effektivt. Den hastighed, hvormed disse næringsstoffer cirkuleres, vil definere den hastighed, hvormed havene vil fortsætte med at buffere mod kuldioxid i atmosfæren, som er en stor drivhusgas.

Forskerne observerede denne interaktion ved at dyrke rene kulturer af hver bakterie i laboratoriet, og sætte dem sammen i naturligt havvand og lave næringsstof- og molekylære analyser over en lang tidsramme.

Overraskende nok, begge mikroorganismer nåede en stabil tilstand, hvor de fototrofe og heterotrofe bakterier blev set at være gensidigt til gavn for hinanden - hvor fototroferne indtog uorganiske næringsstoffer og lys for at fiksere kulstof, og de heterotrofer, der bruger det lækkede organiske kulstof som en kilde til kulstof og energi og returnerer uorganiske næringsstoffer til fototrofen.

"En dybere forståelse af disse essentielle processer, der holder havets 'motor' kørende, vil hjælpe med at forbedre, hvordan vi passer på vores farvande – og vil give os mulighed for bedre at forudsige, hvordan havene vil reagere i fremtiden på et ændret klima med stigende niveauer af kuldioxid i atmosfæren", kommenterede professor Scanlan, der er professor i marin mikrobiologi på School of Life Sciences.

"Her giver vi eksperimentelt bevis på et grundlæggende koncept inden for økologi, hvor næringsstoffer skal cirkulere for at opretholde et stabilt økosystem, som penge i økonomien! Hvis en af ​​partnerne tager for meget og ikke giver tilbage, han vil selv lide konsekvenserne på længere sigt. Systemet vil selvregulere og altid nå en stabil tilstand", kommenterede Dr. Christie-Oleza.

Forskningen, "Næringsgenanvendelse letter langsigtet stabilitet af marine mikrobielle fototrofe-heterotrofe interaktioner, " er offentliggjort i Naturens mikrobiologi .