Bakteriellt och arkealt plankton, som den vanligaste formen av liv i haven, djupt påverka den globala miljön. Baserat på en bred undersökning av haven, forskare från KAUST har utvecklat en modell som förutsäger hur klimatförändringar kan påverka dessa mikrobiella populationer1.

Temperatur, Tillgänglighet av näringsämnen och dödlighet är tre primära faktorer som starkt kan påverka antalet av dessa enkla organismer som kallas heterotrofa planktoniska prokaryoter. "Jag har länge varit nyfiken på möjliga samband mellan dessa tre primära kontroller och om det finns systematiska mönster eller inte, " sa KAUST docent i marin vetenskap Xosé Anxelu Morán, som ledde forskningen.

Även om Morán tidigare hade undersökt dessa faktorer på vissa oceaniska platser, Malaspina 2010 Global Circumnavigation Expedition gav honom möjligheten att utöka denna analys över hela världen.

Under denna expedition, som leddes av Moráns samarbetspartner och KAUST -kollega, Carlos Duarte, forskarna analyserade prover från 109 olika platser i Atlanten, Indiska och Stilla havet. På varje plats, de kvantifierade massan av heterotrofa planktoniska prokaryoter och i vilken utsträckning dessa organismer reproducerade sig. Dessa data gjorde det möjligt för dem att bestämma de relativa effekterna av temperatur och näringstillgång på mikrobiella populationer.

Moráns team mätte också antalet virus och större mikrober som kan döda eller konsumera dessa plankton.

Genom att analysera bidragen från dessa tre faktorer, en sammanhängande bild började växa fram. "Om antingen tillgången på mat eller predationshastigheten eller virusangrepp begränsar tillväxten av planktonbakterier, då spelar temperaturen bara en mindre roll, " förklarade Morán. "Omvänt, om bakterier befrias från dessa två kontroller, då blir temperaturen den dominerande faktorn."

Dock, forskarna fann också att det fanns viktiga geografiska faktorer som styr effekten av temperatur:effekten av uppvärmningen förutspås vara större när den rör sig mot polerna än i vatten närmare ekvatorn.

Oceaniska ekosystem kan dra ut överskott av kol ur atmosfären, men Morán påpekar att spridning av planktoniska prokaryoter på bekostnad av större organismer kan undergräva denna kolbindning. Således, att förstå var och hur mycket dessa populationer påverkas av uppvärmningen kommer att få viktiga konsekvenser för miljön.

Morán sätter nu sitt teams modell på prov genom att undersöka hur miljöförändringar påverkar tillväxtbeteendet för plankton som lever på ytan från Röda havets vatten nära KAUST. "Vi vill bevisa det experimentellt i Röda havet, den hetaste djupa havsbassängen i världen, " han sa.