Wussten Sie, dass unter dem dichten Eis der Arktis Leben existiert, das unser Verständnis von maritimen Ökosystemen revolutionieren könnte? Forscher der Universität Kopenhagen haben unerwartete Lebensgemeinschaften von Mikroben entdeckt, die in der Lage sind, Stickstoff zu fixieren – eine Entdeckung, die nicht nur die biologische Dynamik der Arktis in Frage stellt, sondern auch zukünftige ökologische Fragestellungen aufwirft.
Ein geheimnisvoller Stickstoffgenerator unter dem Eis
Stickstoff macht etwa 78 % der Erdatmosphäre aus, doch die meisten Lebewesen können ihn in dieser Form nicht nutzen. Nur spezialisierte Mikroben, sogenannte Stickstofffixierer, sind in der Lage, diesen gasförmigen Stickstoff in für Pflanzen und Tiere verwertbare ammoniumhaltige Verbindungen umzuwandeln. Lange Zeit ging die Forschung davon aus, dass solch primitive Lebensformen unter arktischen Bedingungen unmöglich sind.
- Forschungsteam nahm Proben aus 13 verschiedenen Standorten in der Arktis
- Aktive Stickstofffixierung wurde nahe den zurückweichenden Eisrändern festgestellt
- Hohe Stickstofffixierungsraten bei Mikroben entdeckt
Besonders bei den Messungen an den Rändern des schmelzenden Eises hat das Team festgestellt, dass die Raten der Stickstofffixierung von unbedeutend zu mehreren Nanomol pro Liter pro Tag anstiegen – eine direkte Verbindung zur Blütezeit der Phytoplankton.
Ungewöhnliche Mikroben übernehmen die Aufgabe
Was an dieser Entdeckung am faszinierendsten ist, ist die Identität der Mikroben, die diese Stickstofffixierung durchführen. Anstelle der üblichen Cyanobakterien, die in wärmeren Gewässern dominieren, zeigt die Studie, dass keine blauen Bakterien, sondern eine völlig andere Gruppe von Mikroben für die Stickstofffixierung verantwortlich ist. Diese Mikroben leben nicht von Photosynthese, sondern scheinen von organischen Stoffen zu profitieren, die von Algen und anderen Organismen freigesetzt werden.
Genetische Analysen zeigten, dass diese Mikroben über die notwendigen Gene zur Stickstofffixierung verfügen, was ihre entscheidende Rolle für das arktische Ökosystem unterstreicht.
Das Schmelzen des Eises und seine Auswirkungen auf die Algen
Das Schmelzen des arktischen Meereises ist an sich schon eine Umweltkatastrophe, könnte jedoch auch das Wachstum von Algen fördern, die als Grundlage der Nahrungskette in der Arktis dienen. Die Forscher fanden die höchsten Stickstofffixierungsraten an den Rändern des schmelzenden Eises – ein Indikator dafür, dass diese Mikroben möglicherweise aus dem schmelzenden Eis Vorteile ziehen.
- Erhöhung der Stickstoffwerte durch schmelzende Eisflächen
- Algen nehmen Stickstoff auf und dienen als Nahrung für Plankton und Fische
- Potenzial zur Stärkung des gesamten arktischen Nahrungsnetzes
Wissenschaftler vermuten, dass die neu entdeckte Stickstoffquelle die arktischen Nahrungsnetze vom Plankton bis zu kommerziell wichtigen Fischarten stärkt.
Ein möglicher Anstieg der Kohlenstoffabsorption
Der Anstieg der Algenproduktion führt nicht nur zu mehr Nahrung, sondern auch zu einer höheren Kohlenstoffabsorption. Mit zunehmendem Algenwachstum wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufgenommen und kann durch das Sinken der Biomasse tiefer im Wasser gespeichert werden.
Die Forscher weisen darauf hin, dass die neu entdeckte Stickstofffixierung das biologische Carbonpumpsystem in der Region unterstützen könnte, wodurch die Arktis möglicherweise zu einem effektiveren Kohlenstoffspeicher wird als zuvor angenommen.
Die Ergebnisse dieser bahnbrechenden Studie verdeutlichen, dass das arktische Ökosystem komplex ist und die Wechselwirkungen zwischen überschüssigem Stickstoff und Algenwachstum schwer vorherzusagen sind.
Was denken Sie über die Vorstellung, dass unter dem gefrorenen Eismeer eine blühende Lebensgemeinschaft existiert, die unser Weltbild revolutionieren könnte? Teilen Sie Ihre Gedanken in den Kommentaren!
