La deposizione a lungo termine di materiale organico nei sedimenti sul fondo dell’oceano è un processo chiave nel ciclo globale del carbonio. La questione se, da un punto di vista chimico, il materiale depositato sia più simile alle alghe marine o ai microrganismi che decompongono la biomassa algale è in gran parte irrisolta.
Un gruppo di ricerca ha ora pubblicato uno studio su questo argomento sulla rivista Science Advances .
Per il loro studio, il team ha alimentato materiale organico etichettato con 13 Carbonio C – una miscela di alghe e lipidi o proteine grezze – e lo hanno osservato in laboratorio per 400 giorni. Le comunità microbiche provengono da un nucleo di sedimenti ottenuto al largo di Helgoland.
La domanda iniziale era:cosa succede alla biomassa fresca e quali microrganismi sono coinvolti nella sua lavorazione? Questa è stata la prima volta che la formazione di nuova biomassa da produttori secondari e il suo fatturato sono stati quantificati in modo più preciso.
Il team ha scoperto che le comunità microbiche possono essere stimolate dall'aggiunta di lipidi e proteine e non solo decompongono la biomassa fresca che è più facile da digerire, ma decompongono anche una maggiore quantità di vecchio carbonio organico che altrimenti sarebbe difficile da scomporre. Questa nuova scoperta è rilevante perché l'apporto di materia organica fresca è aumentato dai cambiamenti ambientali causati dall'uomo e dal clima, come l'espansione delle zone a basso ossigeno nell'oceano, lo scioglimento del ghiaccio marino o il ritiro dei ghiacciai.
"Il nostro studio è il primo a collegare la degradazione della materia organica labile alla crescita dei microbi e alle conseguenze sulla composizione della materia organica che alla fine viene sepolta nei sedimenti marini. Siamo rimasti sorpresi di scoprire che l'aggiunta di materia organica fresca aveva un effetto sproporzionatamente ampio e duraturo sulla degradazione della vecchia materia organica, presumibilmente refrattaria", afferma il prof. Jack Middelburg dell'Università di Utrecht (Paesi Bassi), coautore dello studio e professore di eccellenza nel Cluster of Excellence "The Fondale oceanico:l'interfaccia inesplorata della Terra" al MARUM. Nell'ambito della ricerca di questo cluster, lo studio ha fornito informazioni cruciali sul legame tra gli eventi di deposizione di materia organica e la conservazione a lungo termine del carbonio organico.
L’immissione di materia organica fresca nel fondale marino potrebbe aumentare a causa dei cambiamenti ambientali legati al clima. Questi non avranno solo un impatto diretto sui microrganismi che vivono sul e nel fondale oceanico, ma anche sul ciclo del carbonio e quindi sul feedback con il sistema climatico in un modo ancora in gran parte inesplorato.
Ulteriori informazioni: Qing-Zeng Zhu et al, La produzione secondaria e il priming rimodellano la composizione della materia organica nei sedimenti marini, Progressi scientifici (2024). DOI:10.1126/sciadv.adm8096
Informazioni sul giornale: La scienza avanza
Fornito da MARUM - Centro per le scienze ambientali marine, Università di Brema
