De oceaan onttrekt ongeveer een derde van de CO₂ aan de atmosfeer, klimaatverandering te verminderen en leven op aarde mogelijk te maken. Een belangrijk deel van deze CO ₂ wordt verwijderd dankzij fytoplankton, kleine zeedieren die licht gebruiken voor fotosynthese, net als planten of bomen op het land. Deze cellen fixeren CO ₂ om biomassa op te bouwen en te vermenigvuldigen, en breng het naar de diepe oceaan als ze sterven en zinken. Fytoplankton vormt dus de basis van de mariene voedselketen, en hun productiviteit heeft niet alleen invloed op CO ₂ niveaus, maar ook visvangst en de wereldeconomie.

Dus waarom blijft fytoplankton voor de meesten van ons onopgemerkt, als ze zo belangrijk zijn? Probeer ze te vinden bij uw volgende bezoek aan het aquarium, het kan zijn dat je het moeilijk hebt. De meeste fytoplanktonsoorten zijn 100 keer kleiner dan de mieren in je tuin, wat betekent dat je een echt krachtig vergrootglas (een microscoop!) nodig hebt om ze te bestuderen. Van onze kusten tot het midden van de oceaan, fytoplankton is wijdverbreid en om ze te leren kennen, is enige zeevaart vereist.

De Samaritanen van de oceaan

Fytoplankton heeft echter een belangrijk ingrediënt nodig om actief te zijn:stikstof. Net zoals meststoffen of peulvruchten nodig zijn om gewassen op het land te verbouwen, stikstof levert de voedingswaarde die fytoplankton nodig heeft om in de oceaan te groeien. Het kan lastig zijn om voldoende stikstof in de oceaan te krijgen. Kusten ontvangen stikstof via rivieren of opwelling van diepe wateren die rijk zijn aan stikstof, maar het grootste deel van de oceaan is te afgelegen om van deze bronnen te profiteren.

Om het erger te maken, het oppervlak van de tropische oceaan is warm, waardoor het mengen met diep en voedselrijk water erg moeilijk wordt. Deze "oceanische woestijnen" zijn grote uitbreidingen van helderblauw water die samen ongeveer 60% van het wereldwijde oceaanoppervlak uitmaken. Hoe is daar leven mogelijk zonder stikstof? Gelukkig, andere kleine wezens, diazotrofen, bestaan ​​in deze woestijnen

Bacteriën in de tropische oceaan helpen CO . te pompen ₂ uit de atmosfeer - nieuwe studie.@PearseJBuchanan @zanna_chase https://t.co/6JVG2IGMWM

— Het gesprek (@ConversationUK) 24 oktober 2019

Diazotrofen komen te hulp door een gigantische dienst uit te voeren:inerte stikstof uit de lucht omzetten in sappige stikstofvormen die beschikbaar zijn voor fytoplankton. Deze transformatie brengt een grote energie-investering met zich mee voor de diazotrofen, om uiteindelijk die stikstof weg te geven aan de gemeenschap. Diazotrofen zijn de echte Samaritanen van de oceaan.

Hun cruciale missie zal waarschijnlijk worden beïnvloed door klimaatverandering. Vervuiling, verzuring, zuurstofverlies en opwarming behoren tot de negatieve effecten van onze economische ontwikkeling en de steeds toenemende bevolkingsgroei. Klimaatverandering heeft nu al invloed op de hoeveelheid stikstof die de oceaan bereikt door veranderingen in de stroming, verhoogde agrarische stikstofbelasting door rivieren, of atmosferische inputs door industriële activiteiten.

Maar, hoe zal klimaatverandering de activiteit en diversiteit van diazotrofen beïnvloeden? Het is moeilijk te zeggen als we niet eens weten hoeveel er zijn en hoe divers ze zijn. Slechts ongeveer vijf soorten diazotrofen zijn bestudeerd in de oceaan, en simulatie-experimenten voor klimaatverandering zijn slechts op twee getest. Wereldomzeilingsexpedities hebben ontdekt dat diazotrofen veel diverser zijn dan we dachten. Het beperken van hun reacties op het veranderende klimaat is cruciaal voor het voorspellen van de toekomstige productiviteit van de oceaan. De veel grotere diversiteit aan diazotrofen impliceert niet alleen een algehele hogere toevoer van stikstof aan de oceanen, maar ook een grotere efficiëntie en misschien een grotere veerkracht om te veranderen, die wacht op verificatie.

Een lens in de toekomst

Het project Notion gaat via een diazotrofe lens kijken naar de toekomst van fytoplankton. In het labortorium, we zullen klimaatveranderingsomstandigheden nabootsen en observeren hoe diazotrofen erop reageren.

We beantwoorden vragen als:doet de extra CO ₂ in het water hun groei beïnvloeden? Geven diazotrofen nog meer van de "kunstmest"-stikstof weg aan andere organismen in een hoge CO ₂ wereld? Wereldwijde modellen van oceaancirculatie en verspreiding van fytoplanktonsoorten bestaan ​​al, maar ze moeten worden verbeterd met experimentele gegevens om te voorspellen hoe onze oceaan er in de toekomst uit zal zien. NOTION zal nieuwe wereldwijde datasets en nieuwe experimentele data integreren om de ontbrekende informatie in modellen te integreren. Zo transformeren we biologie in wiskunde, het reactiegedrag van diazotrofen gebruiken als trends die kunnen worden geprojecteerd op verschillende toekomstige scenario's voor klimaatverandering.

Met deze hulpmiddelen we streven naar een beter begrip van de reactie van de oceaan op klimaatverandering, die van cruciaal belang zijn voor een duurzaam gebruik van de oceaan en zijn hulpbronnen, en essentieel voor het evalueren van zijn vermogen om als een put van CO . te fungeren ₂ in onze nabije toekomst.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.