Alsidige marine bakterier kan have indflydelse på den globale opvarmning, opdager forskere

Forskere har opdaget, at en 'sjælden' type havbakterier er meget mere udbredt end hidtil antaget - og besidder et bemærkelsesværdigt stofskifte, der kan bidrage til produktion af drivhusgasser.

I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , et internationalt hold af forskere fra University of Southampton, Max Planck Institute for Marine Microbiology, i Tyskland, og andre europæiske universiteter viser, at den tidligere lidet undersøgte Nitrococcus-bakterie findes i verdenshavene, og har den forbløffende evne til at leve uden ilt ved at vende dens stofskifte.

Den sædvanlige biologiske 'funktion' af Nitrococcus - og en håndfuld andre lignende bakterier - er at genopbygge nitrat (NO3-) i havet gennem oxidation af nitrit (NO2-) - samtidig med at kuldioxid (CO2) omdannes til byggesten til deres cellulære strukturer.

Tilgængeligheden af ​​næringsstoffet nitrogen begrænser ofte væksten af ​​alger og andre plantelignende organismer i det globale overfladehav, hvor de høster lysenergi for at 'fikse' CO2 ind i deres egen kropsmasse. Nitrogen er essentielt for alt liv på Jorden, da det er nødvendigt for fremstilling af proteiner og nukleinsyrer, og dens mest udbredte og stabile form er nitrat. Derfor, tilgængeligheden af ​​nitrat er direkte forbundet med havets evne til at opfange og lagre drivhusgassen CO2.

Mens det solbeskinnede overfladehav ofte løber tør for nitrat, det akkumuleres til høje koncentrationer i det dybe mørke hav takket være aktiviteten af ​​nitrit-oxiderende bakterier som Nitrococcus. Når dybhavsvand recirkuleres tilbage til den solbeskinnede overflade som en del af den naturlige globale havcirkulation (i gennemsnit en cyklus af hver 1. 000 år), dette 'dybhavs' nitrat genopbygger til sidst væksten af ​​'grønne' organismer, der danner grundlaget for alt liv i havene.

Imidlertid, gennem en række eksperimenter udført i det sydlige Atlanterhav ud for den namibiske kyst, og verificeret ved fysiologiske undersøgelser i laboratoriet, holdet fandt ud af, at Nitrococcus – i mangel af ilt – kan 'skifte' sit stofskifte, så det reducerer nitrat til nitrit og videre til dinitrogenoxid (N2O), mens der produceres, i stedet for at fange, CO2.

Mens andre marine bakterier er kendt for at producere N2O, det er første gang, at en marin nitrit-oxiderende bakterie har vist sig at bidrage til produktionen af ​​denne meget potente drivhusgas og stratosfæriske ozonnedbrydende middel.

Vigtigere, en detaljeret søgning i globale databaser afslørede, at Nitrococcus har, faktisk, en verdensomspændende distribution, hvilket betyder, at dets N2O-producerende potentiale også kan være allestedsnærværende - en potentiel miljømæssig bekymring, da havene mister ilt under indflydelse af global opvarmning.

Ud over, holdet opdagede, at Nitrococcus har evnen til at oxidere sulfid, en forbindelse, der er meget giftig for det meste liv, såsom i de såkaldte oceaniske døde zoner - vandområder med lavt iltindhold forbundet med høj biologisk produktivitet. Nitrococcus' evne til at omdanne svovlbrinte (H2S) til harmløst svovl kan så bidrage til 'sulfidafgiftning' og beskytte andre livsformer.

Hovedforfatter Dr. Jessika Fuessel, fra University of Southampton, sagde:"Disse særlige bakterier er ikke blevet undersøgt i dybden før, og vi er meget overraskede over ikke blot at opdage, at de er så udbredte og rigelige, men også at de besidder en sådan forbløffende metabolisk alsidighed.

"Når de globale oceaner fortsætter med at varme op og miste ilt, den udbredte natur af Nitrococcus og deres relativt høje overflod - især i havvand med lavt iltindhold, hvor næsten halvdelen af ​​det globale nitrogentab i havet finder sted - betyder, at disse bakterier kan være på nippet til at vende deres vigtigste nitrogenbevarende rolle, bidrager til virkningerne af den globale opvarmning."