Onderzoekers van het Canadese en Amerikaanse ministerie van Energie hebben 50 jaar aan gegevens vrijgegeven over de deoxygenerende cycli van een fjord voor de westkust van Canada, en het beschrijven van de reactie van de microbiële gemeenschappen die in de fjord wonen.

De massa aan gegevens, verzameld in twee nieuwe Nature-familiepapieren, zou wetenschappers kunnen helpen de impact van menselijke activiteiten en oceaandeoxygenatie op het mariene milieu beter te voorspellen. Momenteel, zuurstofminimumzones (OMZ's) vormen tot 7 procent van het wereldwijde oceaanvolume. Voortdurende uitbreiding van OMZ's in de noordoostelijke subarctische Stille Oceaan heeft het potentieel om zuurstofarme wateren naar kustgebieden te transporteren, nadelige gevolgen voor de nutriëntenkringlopen en de visserijproductiviteit.

"We leven op een door de oceaan gedomineerde planeet, en het cellulaire leven van de oceaan wordt op zijn beurt gedomineerd door microbiële gemeenschappen die interactienetwerken vormen die zowel veerkrachtig zijn als reageren op verstoringen van het milieu, ", zei microbioloog Steven Hallam van de University of British Columbia.

"Deze microbiële netwerken stimuleren nutriënten- en energieconversieprocessen die verantwoordelijk zijn voor essentiële ecosysteemfuncties en -diensten."

Het onderzoek is nieuw wat betreft de omvang en reikwijdte van de steekproeven, evenals de hoeveelheid verzamelde gegevens, volgens studie co-auteur Angela Norbeck, wetenschapper bij het Environmental Molecular Sciences Laboratory, een Department of Energy Office of Science User Facility bij Pacific Northwest National Laboratory (PNNL).

"Dit onderzoek kan helpen om de veranderingen in het ecosysteem te voorspellen wanneer oppervlaktewateren worden opgewarmd, de effecten van kustlijnontwikkeling op een afgesloten waterbassin, en inzicht verschaffen in koolstofcycli en aanpassingsmechanismen van mariene organismen."

In het paar Natuur wetenschappelijke gegevens studie, een multi-institutioneel team van onderzoekers onder leiding van Hallam heeft deze problemen aangepakt door gepaarde geochemische en multi-omische sequenties (DNA, RNA en eiwit) informatie verzameld uit tijdreeksmonitoring in een modelecosysteem om de reacties van microbiële gemeenschappen op deoxygenatie van de oceaan te bestuderen.

In een van de onderzoeken de onderzoekers presenteren een historische dataset van zuurstofconcentraties van 50 jaar, evenals maandelijkse geochemische tijdreekswaarnemingen van 2006 tot 2014 in Saanich Inlet, een fjord aan de kust van Vancouver Island, Brits Colombia, Canada, die terugkerende seizoensgebonden deoxygenerende cycli ondergaat.

In de tweede studie de onderzoekers presenteren zes jaar tijdsopgeloste multi-omic observaties in Saanich Inlet. "Deze datasets, in combinatie met het geochemische compendium, een uniek in de tijd opgelost raamwerk omvatten voor het reconstrueren van het metabolisme van microbiële gemeenschappen langs gedefinieerde geochemische gradiënten en het bevorderen van de ontwikkeling van modellen om de reacties van microbiële gemeenschappen op deoxygenatie van de oceaan te voorspellen, ' zei Hallam.

"Deze observaties krijgen onmiddellijke betekenis als we nadenken over de mogelijke effecten van OMZ-uitbreiding op mariene hulpbronnen en ons klimaatsysteem, ", zegt Hallam. "Deze ecologische effecten vertegenwoordigen een terugkerend thema in de hele oceaan dat de antropogene grenzen van afzonderlijke naties of staten overstijgt."