Sebuah tim peneliti internasional telah menemukan bahwa bakteri penambat nitrogen berkembang biak di bawah es laut Arktik, menantang asumsi sebelumnya tentang ketersediaan nutrisi di wilayah tersebut. Proses ini, yang didorong oleh non-sianobakteri, dapat meningkatkan pertumbuhan alga dan meningkatkan penyerapan CO2 samudera saat es mencair. Temuan ini menunjukkan perlunya merevisi model perubahan ekologi Arktik di tengah pemanasan iklim.
Penurunan cepat es laut Arktik, yang sering dilihat sebagai bencana ekologi, mungkin secara tak terduga mendukung kehidupan laut melalui proses nutrisi yang baru diidentifikasi. Peneliti, yang dipimpin oleh Universitas Kopenhagen, mengonfirmasi untuk pertama kalinya bahwa fiksasi nitrogen terjadi di bawah es, bahkan di area pusat yang terpencil. Ini melibatkan bakteri yang mengubah gas nitrogen di air laut menjadi amonium, nutrisi esensial untuk pertumbuhan alga di dasar jaring makanan.
"Hingga kini, diyakini bahwa fiksasi nitrogen tidak bisa terjadi di bawah es laut karena diasumsikan kondisi hidup bagi organisme yang melakukan fiksasi nitrogen terlalu buruk. Kami salah," kata Lisa W. von Friesen, penulis utama dan mantan mahasiswa doktoral di Departemen Biologi.
Tidak seperti samudera lain di mana sianobakteri mendominasi proses ini, Arktik bergantung pada bakteri non-sianobakteri. Tingkat fiksasi tertinggi diamati di sepanjang tepi es, di mana pencairan paling intens. Bakteri ini mengonsumsi bahan organik terlarut dari alga dan menghasilkan nitrogen tetap sebagai imbalannya, menciptakan siklus nutrisi. Saat perubahan iklim mengurangi penutup es, zona pencairan yang meluas ini bisa meningkatkan ketersediaan nitrogen, berpotensi menyebabkan produksi alga lebih banyak.
"Dengan kata lain, jumlah nitrogen yang tersedia di Samudra Arktik kemungkinan telah diremehkan, baik saat ini maupun untuk proyeksi masa depan. Ini bisa berarti bahwa potensi produksi alga juga telah diremehkan saat perubahan iklim terus mengurangi penutup es laut," jelas von Friesen. Ia menambahkan bahwa alga yang lebih banyak bisa merembet melalui rantai makanan, menguntungkan plankton, ikan, dan spesies laut yang lebih besar.
Penemuan ini juga memiliki implikasi untuk siklus karbon. Alga yang lebih banyak akan meningkatkan fotosintesis, memungkinkan samudera menyerap CO2 tambahan. "Bagi iklim dan lingkungan, ini kemungkinan kabar baik. Jika produksi alga meningkat, Samudra Arktik akan menyerap lebih banyak CO2 karena lebih banyak CO2 akan terikat dalam biomassa alga," kata Lasse Riemann, penulis senior dan profesor di Departemen Biologi. Namun, ia memperingatkan bahwa kerumitan biologis membuat prediksi tegas sulit, dan model sekarang harus memasukkan fiksasi nitrogen untuk meramalkan perubahan Arktik dengan akurat.
Studi ini berasal dari dua ekspedisi pada pemecah es IB Oden dan RV Polarstern, mengumpulkan sampel di 13 situs di seluruh Samudra Arktik pusat, termasuk area di lepas timur laut Greenland dan utara Svalbard. Ini melibatkan kolaborator dari institusi di Denmark, Swedia, Jerman, Prancis, Inggris, dan tempat lain, dan diterbitkan di Communications Earth & Environment pada 2025.