Quando il capitano James Cook e il botanico Sir Joseph Banks navigarono nella Grande Barriera Corallina australiana (GBR) nel 1770, descrissero le fioriture di "segatura marina" che ora sappiamo essere il cianobatterio Trichodesmium. Allo stesso modo, nel 2014, un viaggio di ricerca condotto da UTS ha trovato la specie in abbondanza, ma con il beneficio di nuove tecniche di biologia molecolare sono stati anche in grado di identificare altre importanti specie di batteri che potrebbero aiutare a risolvere un enigma scientifico.

Paradossalmente, sebbene le barriere coralline siano generalmente aree di elevata produttività biologica, le acque marine circostanti sono spesso povere di sostanze nutritive, soprattutto azoto. Un modo per sostenere alti livelli di produttività biologica è attraverso l'attività di un gruppo specializzato di microrganismi. I batteri che fissano l'azoto convertono i gas di azoto, che sono abbondanti ma non disponibili per la maggior parte degli organismi, in forme biodisponibili essenziali, permettendo all'azoto di essere incorporato nella rete alimentare. La fissazione dell'azoto è quindi uno dei processi biochimici più essenziali sulla terra.

Il gruppo di ricerca, guidato da scienziati del Climate Change Cluster (C3) presso UTS, insieme ai collaboratori dell'UNSW e dell'Australian Institute of Marine Science, ha condotto uno studio in acque che abbracciano 10 diverse località all'interno della GBR. I risultati del sondaggio, pubblicati su Frontiers for Microbiology forniscono la prima prova quantitativa della potenziale importanza a livello di ecosistema della fissazione dell'azoto nelle acque GBR.

L'autore principale, la dott.ssa Lauren Messer, spiega che lo studio è importante perché il GBR è in gran parte un azoto limitato, sistema a basso contenuto di nutrienti, soprattutto durante la stagione secca tropicale (inverno australe) quando è stata intrapresa la ricerca.

"La fissazione dell'azoto da parte dei batteri marini potrebbe alleviare la limitazione dell'azoto all'interno di questo importante ecosistema introducendo nuovo azoto nella colonna d'acqua. Questo nuovo azoto sarà quindi disponibile per supportare la crescita e la produzione di fitoplancton nella regione in periodi di stress da azoto, " lei dice.

dottor Messer, che ha intrapreso lo studio come parte della sua candidatura al dottorato nel programma di ricerca UTS Climate Change Cluster Ocean Microbes and Healthy Oceans ha affermato che si tratta di informazioni fresche per il GBR e suggerisce un potenziale maggiore per la fissazione del diazoto nella regione.

"Grazie alle tecniche molecolari che ora abbiamo a disposizione, possiamo mirare ai geni batterici responsabili della facilitazione della fissazione dell'azoto e questo ci consente di identificare 'chi' è capace di questo processo. Possiamo anche determinare se sono attivi o meno, " lei dice.

Supervisore del dottorato di ricerca del dottor Messer e leader del programma di ricerca Ocean Microbes and Healthy Oceans, Professore Associato Justin Seymour, ha affermato che i risultati possono informare i futuri sforzi di ricerca per incorporare l'attività di diversi batteri che fissano il diazoto nel bilancio dell'azoto marino per il GBR.

"La ricerca di Lauren ha unito con successo una serie di approcci sofisticati per fornire nuove intuizioni senza precedenti sui processi biologici e chimici che sono alla base della funzione di uno degli ecosistemi marini più importanti e minacciati del pianeta, " lui dice.