Bakterioplankton (prickar) omgiven av en nanoflagellat (vit), som förgriper sig på bakterierna. Kredit:Rachel Parsons
Havet är bra på att absorbera koldioxid (CO 2 ) från luften, men när deras djupa vatten kommer upp till ytan, haven själva kan vara en källa till denna vanliga växthusgas.
Vindmönster tillsammans med jordens rotation driver djupt havsvatten – och CO 2 det binder - uppåt, ersätter ytvatten som rör sig till havs. En process som kallas uppsvällning, den förekommer på kontinenternas västkuster. Och det är en del av en oändlig loop där CO 2 nivåerna i ythavet stiger och faller i en naturlig rytm.
Men när CO 2 nivåerna stiger, havets pH sjunker, orsakar havets försurning. Försöker utforska hur kortvariga perioder av förhöjd CO 2 från uppsvällning påverkar bakterierna i vattnet, UC Santa Barbara-forskare fann att den ytterligare CO 2 – och motsvarande sänkning av pH – ökade andningen hos dessa organismer. Detta innebär att mer resurser återvinns snarare än att de lagras i näringsväven. Resultaten visas i journalen PLOS ETT .
"Trots deras mikroskopiska storlek, dessa bakterier driver den stora kretsloppet av kol i havets yta, " sa huvudförfattaren Anna K. James, en doktorand i UCSB:s Interdepartmental Graduate Program in Marine Science. "Jag ville se hur mycket löst organiskt kol bakterierna åt och vilken andel de ägnade åt biomassa."
Förutom att mäta organismernas biomassa, James beräknade bakteriell andning. När dessa mikrober andas, det organiska kolet de förbrukar omvandlas tillbaka till CO 2 , som - som en gas - har potential att gå tillbaka till atmosfären eller att återigen lösas upp i ythavet.
"Den förhöjda bakteriella andningen kan begränsa havens förmåga att lagra organiskt kol genom att omvandla det tillbaka till CO 2 , " förklarade James.
För att mäta flödet av kol genom bakterier, James genomförde remineraliseringsexperiment - havsvattenkulturinkubationer som använder filtrerat ytvatten. Hon samlade naturliga bakteriesamhällen från ythav, lade dem till det filtrerade havsvattnet och mätte hur mycket kol bakterierna förbrukade. Från det, James kunde också beräkna sin biomassa, överflöd och andning.
"Det är viktigt att veta vad bakteriell andning är eftersom det har ett antal konsekvenser för havets kolcykel, "Sade James. "Den första är rörelsen av organiskt kol från ytan till djuphavet antingen via fysisk blandning eller sjunkande. Den andra är, om det organiska kolet finns i bakteriell biomassa, det kan konsumeras av andra organismer som äter bakterier."
Resultatet:Faktorer som påverkar återvinningshastigheten för mikrober förändrar ödet för organiskt material i havets vattenpelare. "Det är verkligen överraskande att inse att små bakterier reagerar på koncentrationen av CO 2 tillgängligt och i sin tur påverkar mängden kol som havet tar upp, " sa medförfattaren Uta Passow, en forskningsoceanograf vid UCSB:s Marine Science Institute.
"Annas arbete visar ett oväntat men viktigt fynd som visar att marina bakterier direkt kan reagera på snabba minskningar av havets pH, " sa medförfattaren Craig Carlson, professor vid UCSB:s institution för ekologi, Evolution och marinbiologi. "Genom att öka deras återvinningsgrad, bakterier omvandlar en del av det organiska materialet tillbaka till CO 2 , som har implikationer i näringsväven och havets biogeokemiska processer."
