اكتشف فريق دولي من الباحثين أن بكتيريا مثبتة للنيتروجين تزدهر تحت جليد البحر الشمالي القطبي، مما يتحدى الافتراضات السابقة حول توافر العناصر الغذائية في المنطقة. هذه العملية، التي تقودها بكتيريا غير سيانوبكتيريا، يمكن أن تعزز نمو الطحالب وتحسن امتصاص ثاني أكسيد الكربون في المحيط مع ذوبان الجليد. تشير النتائج إلى الحاجة إلى مراجعة نماذج التغيرات البيئية القطبية الشمالية وسط الاحتباس الحراري.
الانخفاض السريع لجليد البحر الشمالي القطبي، الذي غالباً ما يُنظر إليه ككارثة بيئية، قد يدعم الحياة البحرية بشكل غير متوقع من خلال عمليات غذائية جديدة تم تحديدها. أكد باحثون، بقيادة جامعة كوبنهاغن، لأول مرة أن تثبيت النيتروجين يحدث تحت الجليد، حتى في المناطق المركزية النائية. يتضمن ذلك بكتيريا تحول غاز النيتروجين في مياه البحر إلى أمونيوم، وهو عنصر غذائي أساسي لنمو الطحالب في قاعدة السلسلة الغذائية.
"حتى الآن، كان يُعتقد أن تثبيت النيتروجين لا يمكن أن يحدث تحت جليد البحر لأنه كان يُفترض أن الظروف الحياتية للكائنات التي تقوم بتثبيت النيتروجين كانت سيئة جداً. كنا مخطئين"، تقول ليزا دبليو. فون فريزن، المؤلفة الرئيسية والطالبة السابقة في الدكتوراه في قسم الأحياء.
على عكس المحيطات الأخرى حيث تهيمن السيانوبكتيريا على هذه العملية، يعتمد الشمال القطبي على بكتيريا غير سيانوبكتيريا. تم ملاحظة أعلى معدلات التثبيت على طول حافة الجليد، حيث يكون الذوبان أكثر كثافة. تستهلك هذه البكتيريا المادة العضوية الذائبة من الطحالب وتنتج نيتروجيناً مثبتاً في المقابل، مما يخلق حلقة غذائية. مع تقليل تغير المناخ تغطية الجليد، قد يزيد هذا المنطقة الذائبة المتوسعة من توافر النيتروجين، مما يؤدي محتملاً إلى إنتاج أكثر للطحالب.
"بعبارة أخرى، كمية النيتروجين المتاحة في المحيط الشمالي القطبي ربما تم تقديرها بشكل أقل مما ينبغي، سواء اليوم أو في التوقعات المستقبلية. هذا قد يعني أن الإمكانية لإنتاج الطحالب قد تم تقديرها أيضاً بشكل أقل مع استمرار تغير المناخ في تقليل تغطية جليد البحر"، توضح فون فريزن. تضيف أن الطحالب الأكبر يمكن أن تنتشر عبر السلسلة الغذائية، مما يفيد البلانكتون والأسماك والأنواع البحرية الأكبر.
يكتشاف هذا له أيضاً دلالات على دورة الكربون. ستعزز الطحالب الأكثر التمثيل الضوئي، مما يسمح للمحيط بامتصاص CO2 إضافي. "بالنسبة للمناخ والبيئة، هذا ربما خبر جيد. إذا زاد إنتاج الطحالب، فإن المحيط الشمالي القطبي سيمتص المزيد من CO2 لأن المزيد من CO2 سيتم ربطه في كتلة الطحالب الحيوية"، يقول لاسي ريمان، المؤلف الرئيسي وأستاذ في قسم الأحياء. ومع ذلك، يحذر من أن التعقيدات البيولوجية تجعل التنبؤات الثابتة صعبة، ويجب على النماذج الآن دمج تثبيت النيتروجين للتنبؤ بدقة بالتغييرات الشمالية القطبية.
يستمد الدراسة من بعثتين على كاسحات الجليد IB Oden وRV Polarstern، جمع عينات في 13 موقعاً عبر المحيط الشمالي القطبي المركزي، بما في ذلك مناطق قبالة شمال شرق غرينلاند وشمال سفالبارد. شملت تعاوناً من مؤسسات في الدنمارك وسويسرا وألمانيا وفرنسا والمملكة المتحدة وأماكن أخرى، ونُشرت في Communications Earth & Environment في 2025.