Az óceán: a Föld legnagyobb szénelnyelője
A világ óceánjai a bolygó legjelentősebb szénelnyelői és minden évben elnyelik az emberi eredetű szén-dioxid-kibocsátás mintegy harmadát, visszafogva ezzel a globális felmelegedést. Emiatt is kulcskérdés, miként mozog a szén az óceán rendszerében, s hogyan jut le a légkörből az óceán mélyébe. Bár a legtöbb szénmegkötés a felszíni vizekben, napsütötte régiókban történik az algák (fitoplanktonok) révén, amelyek a vízben oldott szén-dioxidból és vízből építenek szerves anyagokat, a tudósok régi feltételezése szerint jelentős mennyiségű, nem fotoszintetizáló szénmegkötés is zajlik a sötét mélységekben.
Régi feltételezések: az archeák dominanciája?
Több évtizede tartotta magát az a nézet, hogy a mélytengeri szénmegkötés főként olyan archeák révén zajlik, amelyek napfény helyett ammóniát oxidálnak, így jutnak elegendő energiához a szén-dioxid szerves anyaggá alakításához. Csakhogy amikor a kutatók pontosan megmérték ezeknek a mikrobáknak a nitrogénalapú energiaháztartását, a számítások nem egyeztek a valós mért szénmegkötési értékekkel. Egyszerűen nem volt elegendő nitrogénalapú energia a vízben ahhoz, hogy magyarázza az amúgy tapasztalt magas szénmegkötési rátát a vízoszlopban.
Évtizedes rejtély megoldódni látszik
Nem zárható ki, hogy korábban rosszul becsülték a mélyóceáni mikroorganizmusok szerepét. Több kísérletsorozatot követően a kutatók módosították a fókuszt: inkább azt vizsgálták, milyen mértékben járulnak hozzá ezek az ammónia-oxidáló archeák az oldott szervetlen szén sötétben történő megkötéséhez. Egy új kísérleti eljárással, amely során fenilacetilénnel gátolták az archeák aktivitását, vizsgálták, mennyivel csökken a szénmegkötés, ha leállítják ezek működését. Meglepetésükre a szénmegkötés nem esett drámaian – csak kismértékben csökkent.
Új mikroorganizmusok a színen
A kutatók arra jutottak, hogy az ammónia-oxidáló archeák helyett a mélytengeri közösség más tagjai, elsősorban baktériumok és bizonyos egyéb archeák vállalják a szénmegkötés nagyobb részét. A heterotróf organizmusok – amelyek elhalt élőlények szerves anyagával táplálkoznak – valójában nemcsak szerves, hanem jelentős mennyiségű szervetlen szenet is asszimilálnak. Ez korábban csak elméleti lehetőségként merült fel, most azonban számszerűsítve is bizonyították, hogy ezek a mikrobák a mélyóceán szénmegkötésének fontos hajtóerői.
Újragondolt mélytengeri tápláléklánc
A végkifejlet mindenkit meglepett. Az új eredmények átírják ismereteinket a mélytengeri táplálékhálózatról is. Most először láthatjuk tisztán, hogy milyen mikroorganizmusok és milyen arányban járulnak hozzá az alapvető tápanyagáramláshoz a mélységekben. Ráadásul ezek az adatok kiindulópontot adnak annak vizsgálatára is, miként kapcsolódik a szénkörforgás a nitrogén, a vas vagy a réz körforgásához az óceánban.
Mélyvízi rejtélyek megoldásra várnak
A kutatók jelenleg arra keresik a választ, hogy a sejtekbe beépülő szerves anyag hogyan válik hozzáférhetővé a teljes mélytengeri tápláléklánc számára, és pontosan milyen szerves vegyületek szivárognak ki ezekből a mikrobákból, táplálékot biztosítva a magasabb trofikus szinteknek. Bár a friss eredmények már áttörést jelentenek, a mélyóceán biokémiai titkaiból még sok rejtély vár megoldásra.
