La neve marina è costituita da detriti di diversi organismi presenti nella colonna d'acqua. L'immagine mostra la neve marina dal Mar dei Sargassi. Credito:L. Riemann
L'azoto è essenziale per tutta la vita sulla Terra. Negli oceani globali, tuttavia, questo elemento è scarso, e la disponibilità di azoto è quindi fondamentale per la crescita della vita marina. Alcuni batteri presenti nelle acque marine possono convertire il gas azoto (N 2 ) ad ammoniaca (nota come N 2 fissazione), e quindi fornire la rete trofica marina con azoto.
Come sulla Terra?
Per anni ha lasciato perplessi gli scienziati se e come i batteri, che vivono di materia organica disciolta nelle acque marine, può svolgere N 2 fissazione. Si presumeva che gli alti livelli di ossigeno combinati con la bassa quantità di materia organica disciolta nella colonna d'acqua marina avrebbero impedito il consumo di N anaerobico e energetico. 2 fissazione.
Già negli anni '80 si suggeriva che gli aggregati, le cosiddette "particelle di neve marina", potrebbero essere siti adatti per N 2 fissazione, ma questo non è mai stato dimostrato. Fino ad ora.
In un nuovo studio, ricercatori dell'Università di Copenaghen dimostrano, utilizzando modelli matematici, che la fissazione microbica dell'azoto può avvenire su questi aggregati di organismi vivi e morti nel plancton marino. Lo studio è stato appena pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura .
Neve marina
"Il nostro lavoro è durato quasi due anni, ma ne è valsa decisamente la pena, poiché i risultati sono piuttosto una svolta. In stretta collaborazione con i nostri collaboratori di ricerca presso il Center for Ocean Life presso DTU Aqua e negli Stati Uniti, siamo riusciti a creare un modello che imita le condizioni delle particelle di neve marina. Con questo modello, mostriamo che una particella marina può diventare densamente colonizzata da batteri. Questa crescita di batteri provoca una respirazione estesa che porta a basse concentrazioni di ossigeno sulla particella, che alla fine consente il processo anaerobico di N 2 fissazione", spiega primo autore e postdoc presso il Dipartimento di Biologia, Università di Copenaghen, Subhendu Chakraborty.
Con il loro modello i ricercatori potrebbero anche mostrare la distribuzione in profondità di N 2 fissazione nella colonna d'acqua marina. Hanno trovato, che tra l'altro poi 2 la fissazione dipende dalle dimensioni, densità e velocità di affondamento delle particelle di neve marina. Inoltre, hanno dimostrato che i loro tassi modellati erano paragonabili ai tassi effettivi misurati nelle acque marine.
Campionatore di acqua marina
"Questo confronto ci ha dato fiducia nel modello", dice l'autore corrispondente Lasse Riemann, Professore presso il Dipartimento di Biologia. Continua:"Siamo molto orgogliosi del nostro studio, perché fornisce la prima spiegazione di come il N . associato alla neve marina 2 la fissazione può avvenire. Per di più, i risultati indicano che questo processo è importante per il ciclo globale dell'azoto marino e quindi per la crescita e la produttività del plancton".
I ricercatori sperano che il loro studio possa ispirare il lavoro futuro sulla vita microbica sulle particelle marine, a causa del suo ruolo apparentemente fondamentale nel ciclo di molti nutrienti nell'oceano.
