Forskning finder, at flere næringsstoffer er nødvendige for, at planteplankton kan trives

Fytoplankton, encellede fotosyntetiske mikrober, spiller en grundlæggende rolle i den globale kulstofcyklus og brænder på marine fødevarer. Globalt set fytoplanktons produktivitet reguleres af tilgængeligheden af ​​essentielle næringsstoffer som nitrogen og jern. Forskere ved GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research, Kiel, har nu kunnet vise, at væksten af ​​fytoplankton over store dele af havet ikke er begrænset af et enkelt næringsstof, men ved flere næringsstoffer samtidigt. Undersøgelsen er i dag blevet offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Natur .

Strømninger af næringsstoffer til overfladehavet ændrer sig. Sådanne ændringer vil næsten helt sikkert påvirke fytoplanktons produktivitet og påvirke marine madbaner og kulstofcyklussen. Men hvordan, Nemlig, vil planteplanktons produktivitet blive påvirket? For at besvare dette spørgsmål, det er vigtigt at vide, hvilke næringsstoffer der begrænser væksten af ​​fytoplankton i havet. Målinger af næringsstofkoncentrationer i havet har vist udbredt udtømning af flere elementer samtidigt. Imidlertid, til dato, ingen eksperimentelle undersøgelser har overbevisende påvist såkaldt co-limitation of growth af mere end ét næringsstof over store dele af havet.

Et internationalt forskerhold ledet af den marine biogeokemiker Dr. Thomas Browning fra GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research, Kiel, har nu vist, at over brede områder i det sydlige Atlanterhav, en kombination af to næringsstoffer var nødvendig for at stimulere enhver fytoplanktonvækst, mens i nogle tilfælde, tre separate næringsstoffer var nødvendige for at maksimere væksten. Holdet har offentliggjort sine resultater i det videnskabelige tidsskrift Natur . "Næringsstofbegrænsning er blevet foreslået mange gange før. Imidlertid har vi var i stand til at bevise det eksperimentelt over store oceanografiske omfang for første gang, "siger Dr. Browning.

Undersøgelsen er baseret på resultater fra en ekspedition, der blev gennemført som en del af det internationale GEOTRACES-program på det tyske forskningsfartøj METEOR ud for Sydvestafrika i november-december 2015. På adskillige steder langs de 1000-kilometer lange krydstogtbaner, Dr. Browning tog vandprøver til forsøg, hvor nitrogen, jern, og kobolt blev tilsat i alle mulige kombinationer og inkuberet i et miljø, der simulerede havet.

"Det eksperimentelle setup lyder ganske enkelt. Men den tekniske implementering af disse typer af eksperimenter er faktisk kompleks, da vi har brug for at sikre absolut ingen kontaminering af de eksperimentelle kamre med sporstoffer. Dette er en udfordring, fordi disse elementer findes næsten overalt på skibe - selv på nye plastoverflader, "forklarer Dr. Browning." Fytoplankton er også meget følsom over for lys og temperatur, så der skulle udvises særlig forsigtighed ved indsamling og bevarelse af disse prøver ".

Rumlige mønstre i næringsstoffer, der begrænser væksten af ​​planteplankton, blev også fundet. Mens et enkelt næringsstof i nogle prøver tættere på kystlinjen øgede planktonvæksten markant, mindst to næringsstoffer var nødvendige for at stimulere vækst i prøver taget fra det åbne hav. "Et andet centralt fund var, at vi fandt, at disse begrænsningsordninger kunne forenes med de målte næringsstofkoncentrationer i det omgivende havvand, "siger Dr. Browning.

Dette senere resultat er betydeligt, da det antyder potentialet for at forudsige større målestok om næringsstofbegrænsning ved hjælp af nye data fra programmer som GEOTRACES-en stor international indsats for at kortlægge næringsstofkoncentrationer i havet. Resultaterne har også konsekvenser for globale havmodeller. "Mange biogeokemiske modeller adresserer endnu ikke tilstrækkeligt betydningen af ​​næringsstofbegrænsning. Vores undersøgelse kan bidrage til at forbedre repræsentationen af ​​dette, "siger Dr. Browning. Han tilføjer, "Selvfølgelig, dette er kun det første trin. Lignende forsøg bør udføres i andre regioner for at vurdere, hvor udbredt fænomenet er. Ultimativt, ved at kombinere sådanne oplysninger med verdensomspændende næringsstofmålinger og forbedringer i havets biogeokemiske modeller vil sætte os i stand til at lave robuste forudsigelser om næringsstofbegrænsning og dens reaktion på ændringer i global skala. "