Ett internationellt forskarteam har upptäckt att kvävebindande bakterier frodas under arktisk havsis, vilket utmanar tidigare antaganden om närings tillgänglighet i regionen. Denna process, driven av icke-cyanobakterier, kan öka algtillväxten och förbättra oceanens CO2-upptag när isen smälter. Upptäckterna tyder på behovet av att revidera modeller för arktiska ekologiska förändringar mitt i klimatuppvärmningen.
Den snabba minskningen av arktisk havsis, ofta sedd som en ekologisk katastrof, kan oväntat stödja marint liv genom nyidentifierade näringsprocesser. Forskare, ledda av Köpenhamns universitet, bekräftade för första gången att kvävefixering sker under isen, även i avlägsna centrala områden. Detta involverar bakterier som omvandlar kvävgas i havsvatten till ammonium, en näring essentiell för algtillväxt vid basen av näringskedjan.
"Hittills trodde man att kvävefixering inte kunde ske under havsisen eftersom man antog att levnadsförhållandena för organismer som utför kvävefixering var för dåliga. Vi hade fel," säger Lisa W. von Friesen, huvudförfattare och tidigare doktorand vid institutionen för biologi.
Till skillnad från andra hav där cyanobakterier dominerar denna process, förlitar sig Arktis på icke-cyanobakterier. De högsta fixeringshastigheterna observerades längs iskanterna, där smältningen är mest intensiv. Dessa bakterier förbrukar löst organiskt material från alger och producerar fixerat kväve i gengäld, vilket skapar en näringsloop. När klimatförändringar minskar istäckningen kan denna expanderande smältzon öka kväve tillgängligheten, potentiellt leda till mer algproduktion.
"Med andra ord har mängden tillgängligt kväve i Arktiska havet troligen underskattats, både idag och för framtida prognoser. Detta kan betyda att potentialen för algproduktion också har underskattats när klimatförändringarna fortsätter att minska havsis täckningen," förklarar von Friesen. Hon tillägger att större alger kan sprida sig genom näringskedjan, gynna plankton, fisk och större marina arter.
Upptäckten har också implikationer för kolcyklingen. Mer alger skulle förbättra fotosyntesen, vilket gör det möjligt för havet att absorbera ytterligare CO2. "För klimatet och miljön är detta troligen goda nyheter. Om algproduktionen ökar kommer Arktiska havet att absorbera mer CO2 eftersom mer CO2 kommer att bunden i algbiomassa," säger Lasse Riemann, huvudförfattare och professor vid institutionen för biologi. Han varnar dock för att biologiska komplexiteter gör fasta förutsägelser svåra, och modeller måste nu inkludera kvävefixering för att prognostisera arktiska förändringar korrekt.
Studien bygger på två expeditioner med isbrytarna IB Oden och RV Polarstern, där prover samlades in vid 13 platser över centrala Arktiska havet, inklusive områden utanför nordöstra Grönland och norr om Svalbard. Den involverade samarbetspartners från institutioner i Danmark, Sverige, Tyskland, Frankrike, Storbritannien och annat, och publicerades i Communications Earth & Environment 2025.