Ny indsigt i nedbrydningsdynamikken af ​​organisk materiale i havbunden

Den langsigtede aflejring af organisk materiale i sedimenter på havbunden er en nøgleproces i det globale kulstofkredsløb. Spørgsmålet om, hvorvidt det aflejrede materiale i et kemisk perspektiv minder mere om marine alger eller de mikroorganismer, der nedbryder algebiomassen, er stort set uløst.

Et forskerhold har nu offentliggjort en undersøgelse om dette emne i tidsskriftet Science Advances .

Til deres undersøgelse fodrede holdet organisk materiale mærket med ¹³ C-kulstof - enten en alge-lipidblanding eller råproteiner - og observerede det i laboratoriet i 400 dage. De mikrobielle samfund stammer fra en sedimentkerne opnået ud for Helgoland.

Det første spørgsmål var:Hvad sker der med frisk biomasse, og hvilke mikroorganismer er involveret i dens forarbejdning? Det var første gang, at dannelsen af ​​ny biomasse fra sekundære producenter og dens omsætning blev kvantificeret mere præcist.

Holdet har fundet ud af, at mikrobielle samfund kan stimuleres ved tilsætning af lipider og proteiner og ikke kun nedbryde frisk biomasse, der er lettere at fordøje, men også nedbryde mere af det gamle organiske kulstof, som ellers er svært at nedbryde. Denne nye opdagelse er relevant, fordi tilførslen af ​​frisk organisk materiale øges af menneskeskabte, klima-inducerede miljøændringer, såsom udvidelse af lave iltzoner i havet, smeltende havis eller gletsjertilbagetrækning.

"Vores undersøgelse er den første, der kobler nedbrydningen af ​​labilt organisk materiale til væksten af ​​mikrober og konsekvenserne for sammensætningen af ​​det organiske stof, der til sidst begraves i marine sediment. Vi blev overraskede over at konstatere, at tilsætningen af ​​frisk organisk stof havde en uforholdsmæssig stor og langvarig effekt på nedbrydningen af ​​gammelt, der formodes at være ildfast organisk materiale," siger prof Jack Middelburg fra Utrecht University (Holland), medforfatter af undersøgelsen og professor i ekspertise i Cluster of Excellence. Ocean Floor—Earth's Unexplored Interface" på MARUM. Som en del af denne klynges forskning har undersøgelsen givet afgørende indsigt i sammenhængen mellem aflejringer af organisk materiale og langsigtet bevarelse af organisk kulstof.

Tilførslen af ​​frisk organisk materiale til havbunden kan øges på grund af klimarelaterede ændringer i miljøet. Disse vil ikke kun have en direkte indflydelse på de mikroorganismer, der lever på og i havbunden, men også på kulstofkredsløbet og dermed på feedbacken med klimasystemet på en måde, der stadig er stort set uudforsket.

Flere oplysninger: Qing-Zeng Zhu et al., Sekundær produktion og priming omformer sammensætningen af ​​organisk stof i marine sedimenter, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adm8096

Journaloplysninger: Videnskabelige fremskridt

Leveret af MARUM - Center for Marine Environmental Sciences, Universitetet i Bremen