Ny forskning tyder på att stigande havstemperaturer kan gynna Nitrosopumilus maritimus, en mikrob som är essentiell för marina näringscykler. Denna arké anpassar sig genom att använda järn mer effektivt i varmare, näringsfattiga förhållanden, vilket potentiellt upprätthåller havsproduktiviteten. Resultaten, publicerade i Proceedings of the National Academy of Sciences, antyder att dessa mikrober kan spela en större roll i havskemin i takt med klimatförändringarna.
Stigande havstemperaturer, påverkade av marina värmeböljor och bredare klimatförändringar, tränger ner i djupa vatten och kan potentiellt störa marina kemiska och biologiska system. En studie ledd av mikrobiologiprofessorn Wei Qin vid University of Illinois Urbana-Champaign och global change biology-professorn David Hutchins vid University of Southern California visar dock att Nitrosopumilus maritimus, en viktig ammoniakoxiderande arké, kan anpassa sig till dessa förändringar. Dessa mikrober utgör cirka 30 procent av det marina mikrobiella planktonet och är vitala för havets kvävecykel. De oxiderar ammoniak och omvandlar kväve till former som reglerar tillväxten hos plankton vid basen av den marina näringskedjan och stödjer därmed den biologiska mångfalden. „Effekterna av havsuppvärmning kan sträcka sig till djup på 1 000 meter eller mer“, uppgav Qin. „Vi trodde tidigare att djupare vatten mestadels var isolerade från uppvärmningen vid ytan, men nu blir det tydligt att uppvärmning i djuphavet kan förändra hur dessa abundanta arkéer använder järn – en metall som de är starkt beroende av – och potentiellt påverka tillgången på spårmetaller i djuphavet.“ I kontrollerade experiment utsatte teamet rena kulturer av mikroben för varierande temperaturer och järnnivåer och undvek kontaminering. Resultaten visade att Nitrosopumilus maritimus under järnbegränsade förhållanden och högre temperaturer krävde mindre järn, utnyttjade det effektivare och anpassade sin metabolism därefter. Tillsammans med global modellering av havsbiogeokemi av Alessandro Tagliabue vid University of Liverpool tyder resultaten på att arkeala samhällen i djuphavet kan upprätthålla eller öka sina bidrag till kvävecykeln och primärproduktionen i järnbegränsade regioner när klimatet värms upp. För att verifiera dessa resultat kommer Qin och Hutchins att gemensamt leda en expedition i sommar ombord på forskningsfartyget Sikuliaq. Resan startar i Seattle och går till Gulf of Alaska, subtropiska gyren och Honolulu, Hawaii, med 20 forskare som ska studera naturliga arkeala populationer och samspelen mellan temperatur, metalltillgänglighet och mikrobiell aktivitet. Forskningen har fått stöd från National Science Foundation, Simons Foundation, National Natural Science Foundation of China, University of Illinois Urbana-Champaign och University of Oklahoma. Den publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences (2026; 123 (10); DOI: 10.1073/pnas.2531032123).