Gli scienziati hanno rivelato che la partnership tra un'alga e un batterio sta rendendo l'elemento essenziale azoto nuovamente disponibile nell'Oceano Artico. Il processo microbico di "fissazione dell'azoto" converte l'elemento in una forma che gli organismi possono utilizzare, ed è stato scoperto di recente nelle gelide acque polari. Questo cambiamento potrebbe essere il risultato del cambiamento climatico e potrebbe influenzare i cicli chimici globali, secondo lo studio pubblicato nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

Senza una fonte di azoto, il fitoplancton nell'Artico sono sempre stati limitati nella quantità di carbonio che possono estrarre dall'oceano superiore e dall'atmosfera. La nuova fonte di azoto offerta da UCYN-A potrebbe rendere più produttivo il fitoplancton artico, in definitiva diminuendo i livelli di carbonio atmosferico.

"È stato scioccante trovare questo processo nell'Artico, " disse Deborah Bronk, uno degli autori dello studio e presidente e CEO del Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. "Pensavamo che la fissazione dell'azoto si verificasse solo nelle acque tropicali e subtropicali. Questa scoperta potrebbe avere enormi implicazioni per i cicli chimici oceanici e il clima".

Proprio come i fiori da giardino e altre piante terrestri richiedono azoto per crescere, l'elemento è essenziale anche per piante oceaniche microscopiche chiamate fitoplancton. Però, la maggior parte dell'azoto nell'oceano è sotto forma di un gas che la maggior parte degli organismi, comprese le persone, non posso usare. Solo pochi tipi di microrganismi sono in grado di svolgere il compito. Gli scienziati hanno creduto a lungo che il principale fitoplancton che fissa l'azoto nell'oceano vivesse solo in acque calde, e che la fissazione dell'azoto era essenzialmente assente nell'Oceano Artico.

Nel 2017, Bronk e colleghi hanno pubblicato un articolo che rivelava che la fissazione dell'azoto si stava effettivamente verificando nell'Oceano Artico, ma non sapevano ancora quale organismo fosse responsabile del processo. Sono rimasti sorpresi di scoprire che la fonte era UCYN-A, un cianobatterio unicellulare che vive in simbiosi con un'alga e prospera tipicamente in acqua calda.

"Una delle cose che questo studio ha mostrato è che le nostre idee preconcette ci impediscono di cercare cose che non ci aspettiamo di trovare, " Bronk ha detto. "Più impariamo sull'oceano, più vediamo che gli organismi sono incredibilmente plastici in quello che possono fare e dove possono vivere".

Mentre l'Oceano Artico si riscalda e il suo ghiaccio marino si scioglie, la stagione di crescita del fitoplancton si sta allungando. Il gruppo di ricerca ritiene che, mentre UCYN-A potrebbe essere esistito nell'Artico per qualche tempo, le condizioni più calde portate dal cambiamento climatico lo hanno spinto a iniziare a fissare l'azoto. Ritengono anche che questo cambiamento nell'attività dell'UCYN-A potrebbe, a sua volta, influenzare il clima globale. Man mano che il fitoplancton cresce, rimuovono il carbonio dall'oceano e in definitiva dall'atmosfera, ma hanno bisogno di azoto per farlo, che UCYN-A può fornire sempre più.

I ricercatori stimano che l'Artico UCYN-A rappresenti attualmente circa il due percento della fissazione globale dell'azoto. Continuare a studiare questo processo e incorporarlo nei modelli biogeochimici globali migliorerà le previsioni climatiche e la comprensione di importanti cicli oceanici. I ricercatori ritengono che questo aumento dell'azoto artico disponibile potrebbe avere un impatto sui cicli biogeochimici nell'Oceano Atlantico settentrionale, causando ulteriori cambiamenti nei cicli oceanici.

"È solo grazie alla ricerca passata che siamo stati in grado di identificare che questo processo è nuovo, " Bronk ha detto. "Questo studio mette in evidenza il fatto che a volte non trovare un processo che stai cercando è incredibilmente significativo. Dobbiamo preservare i dati e renderli disponibili alle persone in modo da poter davvero imparare come sta cambiando l'oceano".