Alga mikroskopis di lautan, yang vital untuk menghasilkan sebagian besar oksigen Bumi, bergantung pada besi untuk menggerakkan fotosintesis, menurut penelitian baru dari Rutgers University. Saat besi terbatas, fitoplankton ini membuang energi, berpotensi mengganggu rantai makanan laut di tengah perubahan iklim. Studi lapangan di Samudra Selatan menyoroti bagaimana kekurangan mikronutrien ini dapat menyebabkan penurunan krill dan hewan laut yang lebih besar seperti paus dan pinguin.
Fitoplankton, alga laut kecil di dasar ekosistem lautan, menghasilkan sebagian besar oksigen yang dihirup manusia melalui fotosintesis. Proses ini membutuhkan besi, yang sebagian besar berasal dari debu gurun dan air leleh glasier. Sebuah studi yang diterbitkan di Proceedings of the National Academy of Sciences mengungkapkan bahwa keterbatasan besi menyebabkan inefisiensi penggunaan energi, memperlambat produksi oksigen dan penangkapan karbon. «Setiap napas kedua yang Anda ambil mengandung oksigen dari lautan, yang dilepaskan oleh fitoplankton», jelas Paul G. Falkowski, salah satu penulis dan pemegang Bennett L. Smith Chair in Business and Natural Resources di Rutgers-New Brunswick. «Penelitian kami menunjukkan bahwa besi adalah faktor pembatas dalam kemampuan fitoplankton untuk menghasilkan oksigen di wilayah luas lautan.» Untuk menyelidiki efek dunia nyata, penulis utama Heshani Pupulewatte melakukan penelitian lapangan selama 37 hari pada 2023 dan 2024 di atas kapal riset Inggris. Ekspedisi melintasi Samudra Atlantik Selatan ke zona es Weddell Gyre dan kembali, mulai dari pantai Afrika Selatan. Menggunakan fluorometer khusus yang dikembangkan di lab Falkowski, Pupulewatte mengukur fluoresensi pada sampel fitoplankton, yang menunjukkan pemborosan energi selama stres besi. Temuan menunjukkan bahwa di bawah kelangkaan besi, hingga 25% protein penangkap cahaya terlepas dari struktur konversi energi, menyebabkan fluoresensi berlebih dan efisiensi rendah. Menambahkan besi ke sampel memulihkan konektivitas, meningkatkan fotosintesis. «Kami mendemonstrasikan hasil stres besi pada fitoplankton di lautan, tanpa membawa sampel kembali ke lab», catat Pupulewatte. Perubahan yang didorong iklim, seperti perubahan sirkulasi lautan, dapat mengurangi masukan besi, peringatkan Falkowski. Ini bisa mengurangi pertumbuhan fitoplankton, memengaruhi populasi krill dan, pada gilirannya, predator seperti anjing laut, pinguin, dan paus. «Ketika kadar besi turun dan makanan yang tersedia untuk hewan tingkat atas lebih sedikit, hasilnya akan lebih sedikit makhluk agung ini», katanya. Penelitian ini menekankan peran molekuler besi dalam mempertahankan produktivitas lautan dan siklus karbon global.