Havet drar tillbaka ungefär en tredjedel av CO₂ i atmosfären, mildra klimatförändringarna och göra livet möjligt på jorden. En viktig del av denna CO ₂ tas bort tack vare växtplankton, små marina varelser som använder ljus för att göra fotosyntes, precis som växter eller träd på land. Dessa celler fixerar CO ₂ att bygga upp biomassa och föröka sig, och ta den ner till djuphavet när de dör och sjunker. Växtplankton är alltså grunden för den marina näringskedjan, och deras produktivitet påverkar inte bara CO ₂ nivåer, men också fiskfångst och världsekonomi.

Så varför går växtplankton obemärkt för de flesta av oss, om de är så viktiga? Försök att hitta dem vid ditt nästa besök i akvariet, du kan ha svårt. De flesta växtplanktonarter är 100 gånger mindre än myrorna i din trädgård, vilket betyder att du behöver ett riktigt kraftfullt förstoringsglas (ett mikroskop!) för att studera dem. Från våra kuster till mitten av havet, växtplankton är utbrett och att lära känna dem kräver viss sjöfart.

Samariterna i havet

Växtplankton behöver dock en nyckelingrediens för att vara aktiv:kväve. Precis som gödningsmedel eller baljväxter är nödvändiga för att odla grödor på land, kväve ger det näringsvärde som växtplankton behöver för att växa i havet. Att få i sig tillräckligt med kväve i havet kan vara krångligt. Kuster tar emot kväve genom floder eller uppströmning av djupa vatten rika på kväve, men det mesta av havet är för avlägset för att dra nytta av dessa källor.

För att göra saken värre, det tropiska havet på ytan är varmt, gör blandning med djupa och näringsrika vatten mycket svår. Dessa "havsöknar" är stora förlängningar av klart blått vatten som sammanlagt utgör cirka 60% av den globala havsytan. Hur är livet möjligt där utan kväve? Lyckligtvis, andra små varelser, diazotrofer, finns i dessa öknar

Tropiska havsbakterier hjälper till att pumpa ut CO ₂ ut ur atmosfären – ny studie.@PearseJBuchanan @zanna_chase https://t.co/6JVG2IGMWM

— The Conversation (@ConversationUK) 24 oktober, 2019

Diazotrofer kommer till undsättning genom att utföra en herkulisk tjänst:omvandlar inert kväve från luften till saftiga kväveformer tillgängliga för växtplankton. Denna omvandling innebär en stor energiinvestering för diazotrofer, att sluta ge bort det kvävet till samhället. Diazotrofer är havets sanna samariter.

Deras avgörande uppdrag kommer sannolikt att påverkas av klimatförändringarna. Förorening, försurning, syreförlust och uppvärmning är bland de negativa effekterna av vår ekonomiska utveckling och ständigt ökande befolkningstillväxt. Klimatförändringarna påverkar redan hur mycket kväve som når havet genom förändringar i strömcirkulationen, ökad kvävebelastning från jordbruket genom floder, eller atmosfäriska insatser genom industriell verksamhet.

Men, hur kommer klimatförändringarna att påverka diazotrofers aktivitet och mångfald? Det är svårt att säga när vi inte ens vet hur många som finns där ute och hur olika de är. Endast omkring fem arter av diazotrofer har studerats i havet, och klimatförändringssimuleringsexperiment har bara testats på två. Globala jordomseglingsexpeditioner har funnit att diazotrofer är mycket mer olika än vi trodde. Att begränsa deras reaktioner på det förändrade klimatet är avgörande för att förutsäga havets framtida produktivitet. Den mycket större mångfalden av diazotrofer innebär inte bara en övergripande högre tillförsel av kväve till haven, men också högre effektivitet och kanske större motståndskraft mot förändring, som väntar på att verifieras.

En lins in i framtiden

Projektet Notion kommer att titta in i framtiden för växtplankton via en diazotrof lins. I labbet, vi kommer att återskapa klimatförändringsförhållanden och observera hur diazotrofer reagerar på dem.

Vi kommer att svara på frågor som:gör den extra CO ₂ i vattnet påverka deras tillväxt? Avger diazotrofer ännu mer av "gödselmedlet" kväve till andra organismer i en hög CO ₂ värld? Globala modeller för havscirkulation och växtplanktonarter finns redan, men de måste förbättras med experimentella data för att förutsäga hur vårt hav kommer att se ut i framtiden. NOTION kommer att integrera nya globala datamängder och nya experimentella data för att integrera den bristande informationen i modeller. Vi kommer alltså att förvandla biologi till matematik, att använda diazotrofers reaktionsbeteende som trender som kan projiceras till olika framtida klimatförändringsscenarier.

Med dessa verktyg, vi strävar efter att ge en bättre förståelse för havets svar på klimatförändringar, som kommer att vara avgörande för en hållbar användning av havet och dess resurser, och viktigt för att utvärdera dess förmåga att fungera som en sänka av CO ₂ i vår nära framtid.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.