Varje vår, växtplankton blommar över havet. De encelliga, fotosyntetiska organismer drar koldioxid från atmosfären och producerar syre - en del av ett kolbindningssystem som kallas den biologiska pumpen.

Ofta använda numeriska och satellitbaserade modeller antar att primärproduktion och samhällsproduktion (eller nettomängden kol som avlägsnas från atmosfären genom den biologiska pumpen) är störst i ekosystem som domineras av plankton som är större än 20 mikrometer, känd som mikroplankton, och lägst i de som domineras av plankton mindre än 2 mikrometer, känd som pikoplankton. Dock, planktonets roll mellan dessa storlekar, känd som nanoplankton, har i stort sett ignorerats. Nu har Juranek et al. visa att nanoplankton kan spela en viktigare roll än man tidigare trott.

Teamet studerade förhållandet mellan storlek och produktivitet i en region i North Pacific Transition Zone (NPTZ), en subtropisk-subpolär, handfatstor funktion som kännetecknas av stark fysisk, kemisk, och ekologiska gradienter. Teammedlemmarna genomförde tre transekter av NPTZ under våren eller försommaren 2016, 2017, och 2019, korsar ett särdrag som kallas övergångszonens klorofyllfront, där nettoproduktionen i samhället var så mycket som fem gånger högre än de söder om övergångszonen.

Författarna använde en kombination av metoder för att karakterisera storleken och mångfalden av plankton som sträcker sig från 0,5 till 100 mikrometer i diameter. Dessa mätningar jämfördes med produktivitetshastigheter bestämda både genom en inkubationsbaserad metod och genom att spåra förhållandet mellan löst syre och argon i havsvattnet, vilket är relaterat till nettoproduktion av organiskt kol.

Dessa samordnade dataströmmar avslöjade en stark och tidigare oidentifierad koppling mellan variation i samhällsproduktionen och biomassan av nanoplankton. Med ytterligare insikter från modellering, författarna föreslår att både bottom-up-faktorer, som näringstillförsel, och top-down faktorer, som storleksspecifikt bete av rovdjur, bidra till nanoplanktonets betydelse i övergångszonen.

Modeller som inte tar hänsyn till dessa medelstora plankton kan underskatta primärproduktionen och effektiviteten hos den biologiska pumpen, säger forskarna. Att förstå nanoplanktonets roll kommer att vara avgörande när forskare arbetar för att förstå hur klimatförändringar kan påverka kolcykeln i framtiden.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Eos, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.