Marinsnö består av skräp från olika organismer i vattenspelaren. Bilden visar marin snö från Sargassohavet. Upphovsman:L. Riemann
Kväve är viktigt för allt liv på jorden. I de globala haven dock detta element är knappt, och kvävetillgänglighet är därför avgörande för tillväxten av marint liv. Vissa bakterier som finns i marina vatten kan omvandla kvävgas (N 2 ) till ammoniak (känd som N 2 fixering), och därmed förse den marina livsmedelsbanan med kväve.
Hur i hela friden?
Det har förbryllat forskare i åratal om och hur bakterier, som lever av upplöst organiskt material i marina vatten, kan utföra N 2 fixering. Man antog att de höga syrenivåerna i kombination med den låga mängden upplöst organiskt material i marinvattenpelaren skulle förhindra det anaeroba och energiförbrukande N 2 fixering.
Redan på 1980 -talet föreslogs att aggregat, så kallade "marina snöpartiklar", kan möjligen vara lämpliga platser för N 2 fixering, men detta bevisades aldrig. Tills nu.
I en ny studie, forskare från Köpenhamns universitet visar, med hjälp av matematiska modeller, att mikrobiell fixering av kväve kan ske på dessa aggregat av levande och döda organismer i det marina planktonet. Studien har just publicerats i tidskriften Naturkommunikation .
Marin snö
"Vårt arbete tog nästan två år, men det var definitivt värt ansträngningen, eftersom resultaten är ett ganska genombrott. I nära samarbete med våra forskningssamarbetspartners vid Center for Ocean Life på DTU Aqua och i USA, vi lyckades skapa en modell som efterliknar förhållanden på marina snöpartiklar. Med denna modell, vi visar att en marin partikel kan bli tätt koloniserad av bakterier. Denna tillväxt av bakterier orsakar omfattande andning som leder till låga syrekoncentrationer på partikeln, vilket i slutändan möjliggör den anaeroba processen av N 2 fixering", förklarar författare och postdoc vid Institutionen för biologi, Köpenhamns universitet, Subhendu Chakraborty.
Med sin modell kunde forskarna också visa djupfördelningen av N 2 fixering i marinvattenpelaren. De hittade, att bland annat N 2 fixering beror på storleken, densitet och sjunkhastighet hos de marina snöpartiklarna. Dessutom, de visade att deras modellerade hastigheter var jämförbara med faktiska mätningar i marina vatten.
Provtagare för marint vatten
"Denna jämförelse gav oss förtroende för modellen", säger motsvarande författare Lasse Riemann, Professor vid institutionen för biologi. Han fortsätter:"Vi är mycket stolta över vår studie, eftersom det ger den första förklaringen till hur marint snöassocierat N 2 fixering kan ske. Vidare, resultaten indikerar att denna process är viktig för den globala marina kvävecykeln och därmed för planktontillväxt och produktivitet ".
Forskarna hoppas att deras studie kommer att inspirera framtida arbete med mikrobiellt liv på marina partiklar, på grund av dess till synes avgörande roll i cyklingen av många näringsämnen i havet.
