Klimaatverandering kan cyanobacteriën die cruciaal zijn voor het functioneren van de oceaan in gevaar brengen, aangezien de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer toeneemt en de zuurgraad van het oceaanwater verandert.

In een krant die donderdag is gepubliceerd in Wetenschap , een team van onderzoekers van de Florida State University, Xiamen University in China en Princeton University beweren dat de verzuring van zeewater veroorzaakt door stijgende kooldioxidegehaltes het voor een type cyanobacteriën moeilijk maakt om een ​​proces uit te voeren dat stikstoffixatie wordt genoemd.

Weinig mensen weten veel over een soort cyanobacteriën genaamd Trichodesmium , maar deze minuscule verzameling cellen is van cruciaal belang voor de gezondheid van honderden soorten in de oceanen van de aarde. Door stikstofbinding, Trichodesmium zet stikstofgas om in ammoniak en andere moleculen waarvan organismen afhankelijk zijn om te overleven.

Trichodesmium wordt verondersteld verantwoordelijk te zijn voor ongeveer 50 procent van de stikstofbinding in de zee, dus een afname van zijn vermogen zou een groot rimpeleffect kunnen hebben op mariene ecosystemen.

"Dit is een van de belangrijkste bronnen van stikstof voor andere organismen in de open oceaan, " zei Sven Kranz, assistent-professor van de aarde, Ocean and Atmospheric Science aan de Florida State University en co-auteur van deze studie. "Indien Trichodesmium reageert negatief op de veranderingen in het milieu die de oceaan worden opgedrongen door de verbranding van fossiele brandstoffen, het kan een groot effect hebben op ons voedselweb."

De effecten van klimaatverandering op Trichodesmium zijn uitgebreid bestudeerd door wetenschappers in laboratoria over de hele wereld, maar met zeer verschillende resultaten. Sommige wetenschappers ontdekten dat verhoogde koolstofdioxide in oceaanwater een afname van stikstoffixatie veroorzaakte, terwijl anderen enorme stijgingen zagen. Vanwege de grote rol die deze bacteriën spelen in de gezondheid van de oceanen op aarde, Kranz en zijn collega's probeerden de discrepanties op te lossen.

Sommige van deze afwijkingen, ze vonden, zijn gebaseerd op de bereiding van het water waarin deze organismen typisch groeien onder laboratoriumomstandigheden. Bijvoorbeeld, de onderzoekers vonden verontreiniging door elementen zoals ammoniak of giftige elementen zoals verhoogde koperconcentratie.

"Alle kleine verschillen in de specifieke ingrediënten van het water - in dit geval kunstmatig zeewater dat wetenschappers bereiden - kunnen een enorm effect hebben op het resultaat, ' zei Kranz.

Een lichte vervuiling kan een enorme moersleutel in het proces gooien, toch is het gebruik van dit kunstmatige zeewater gebruikelijk omdat niet elk laboratorium toegang heeft tot schoon oceaanwater.

De auteurs ontdekten ook dat verhoogde koolstofdioxide soms stikstoffixatie zou kunnen stimuleren, maar dit werd gecompenseerd door de negatieve effecten van de verhoogde zuurgraad van de oceaan.

Kranz begon te bestuderen hoe verhoogde kooldioxide cyanobacteriën beïnvloedt als onderzoeker in Duitsland en vervolgens als postdoctoraal onderzoeker bij François Morel en Dalin Shi aan de Princeton University. Shi is nu aan de Universiteit van Xiamen en leidde de studie met zijn onderzoeksgroep daar.

Voor deze studie is Kranz concentreerde zich op de voorlopige gegevensverzamelingen en hoe de cyanobacteriën reageerden op veranderende concentraties ijzer en koolstofdioxide. Shi's groep in China voerde verdere studies uit, waaronder eiwitanalyse, en repliceerde dit werk in het veld, experimenten uitvoeren in de Zuid-Chinese Zee in mei 2016.