Disse små oceaniske skabninger er afgørende for at tackle klimaændringer

Havet trækker omkring en tredjedel af CO₂ tilbage i atmosfæren, afbøde klimaændringer og gøre livet muligt på Jorden. En vigtig del af denne CO ₂ fjernes takket være planteplankton, små havdyr, der bruger lys til at lave fotosyntese, ligesom planter eller træer på land. Disse celler fikserer CO ₂ at opbygge biomasse og formere sig, og tage det ned til det dybe hav, når de dør og synker. Planteplankton er således grundlaget for den marine fødekæde, og deres produktivitet påvirker ikke kun CO ₂ niveauer, men også fiskefangst og verdensøkonomi.

Så hvorfor går planteplankton ubemærket hen for de fleste af os, hvis de er så vigtige? Prøv at finde dem i dit næste besøg i akvariet, du kan have det svært. De fleste planteplanktonarter er 100 gange mindre end myrerne i din have, hvilket betyder, at du har brug for et virkelig kraftigt forstørrelsesglas (et mikroskop!) for at studere dem. Fra vores kyster til midten af ​​havet, planteplankton er udbredt, og at lære dem at kende kræver noget søfarende.

Samaritanerne i havet

Planteplankton har dog brug for en nøgleingrediens for at være aktiv:nitrogen. Ligesom gødning eller bælgplanter er nødvendige for at dyrke afgrøder på land, kvælstof giver den næringsværdi, som planteplankton har brug for for at vokse i havet. At få nok nitrogen i havet kan være besværligt. Kyster modtager kvælstof gennem floder eller opstrømning af dybt vand rigt på nitrogen, men det meste af havet er for fjernt til at drage fordel af disse kilder.

At gøre tingene værre, det tropiske hav på overfladen er varmt, gør blanding med dybt og næringsrigt vand meget vanskelig. Disse "havørkener" er store forlængelser af klart blåt vand, som tilsammen udgør omkring 60% af den globale havoverflade. Hvordan er livet muligt dér uden nitrogen? Heldigvis, andre små væsner, diazotrofer, findes i disse ørkener

Tropiske havbakterier hjælper med at pumpe CO ₂ ude af atmosfæren - ny undersøgelse. @PearseJBuchanan @zanna_chase https://t.co/6JVG2IGMWM

- Samtalen (@ConversationUK) 24. oktober kl. 2019

Diazotrofer kommer til undsætning ved at udføre en herkulisk tjeneste:at omdanne inert nitrogen fra luften til saftige nitrogenholdige former, der er tilgængelige for fytoplankton. Denne transformation involverer en stor energiinvestering for diazotrofer, at ende med at give det kvælstof væk til samfundet. Diazotrofer er havets sande samaritanere.

Deres afgørende mission vil sandsynligvis blive påvirket af klimaændringer. Forurening, forsuring, tab af ilt og opvarmning er blandt de negative effekter af vores økonomiske udvikling og stadigt stigende befolkningstilvækst. Klimaændringer påvirker allerede, hvor meget nitrogen der når havet gennem ændringer i strømkredsløbet, øget landbrugets kvælstofbelastning gennem floder, eller atmosfæriske input gennem industrielle aktiviteter.

Men, hvordan vil klimaændringer påvirke diazotrofers aktivitet og mangfoldighed? Det er svært at sige, når vi ikke engang ved, hvor mange der er derude, og hvor forskellige de er. Kun omkring fem arter af diazotrofer er blevet undersøgt i havet, og klimaændringssimuleringseksperimenter er kun blevet testet på to. Globale jordomsejlingsekspeditioner har fundet ud af, at diazotrofer er meget mere forskelligartede, end vi troede. At begrænse deres reaktioner på det ændrede klima er afgørende for at forudsige havets fremtidige produktivitet. Den meget større mangfoldighed af diazotrofer indebærer ikke kun en samlet større tilførsel af nitrogen til havene, men også højere effektivitet og måske større modstandsdygtighed over for forandringer, som venter på at blive verificeret.

En linse ind i fremtiden

Projektet Notion vil se på fremtiden for fytoplankton via en diazotrof linse. I laboratoriet, vi vil genskabe klimaforandringer og observere, hvordan diazotrofer reagerer på dem.

Vi vil besvare spørgsmål som:gør den ekstra CO ₂ i vandet påvirke deres vækst? Giver diazotrofer endnu mere af "gødningen" nitrogen væk til andre organismer i et højt CO ₂ verden? Globale modeller for havcirkulation og fytoplankton-arters fordeling eksisterer allerede, men de skal forbedres med eksperimentelle data for at forudsige, hvordan vores hav vil se ud i fremtiden. NOTION vil integrere nye globale datasæt og nye eksperimentelle data for at integrere den manglende information i modeller. Vi vil således transformere biologi til matematik, ved at bruge diazotrofernes reaktionsadfærd som tendenser, der kan forventes til forskellige fremtidige klimaforandringsscenarier.

Med disse værktøjer, vi sigter mod at give en bedre forståelse af havets reaktion på klimaændringer, som vil være afgørende for en bæredygtig udnyttelse af havet og dets ressourcer, og afgørende for at evaluere dets evne til at fungere som et dræn for CO ₂ i vores nære fremtid.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.