Danske forskere afslører pruttende spøgelsesbakterie
Det er lykkedes danske forskere at afsløre en blind passager i iltfattige havstrømme: En ildelugtende bakterie, som måske spiller en vigtig rolle for havmiljøet og for det globale klima.

Professor Bo Thamdrup på jagt efter de svovlelskende spøgelsesbakterier, som foregik i en kølecontainer på ekspeditionsskibets dæk. Det skete i næsten mørke for at simulere forholdene nede i iltsvindszonen (Foto: De Brabandere)

I Stillehavet ud for den chilenske kyst har danske forskere i et internationalt samarbejde sporet svovlelskende bakterier i en iltsvindszone på 50 til 350 meters dybde.

Opdagelsen er så stor, at et af verdens førende tidsskrifter Science har valgt at bringe nyheden i dag.

»Vi har sporet et samfund af svovlåndende bakterier, som sandsynligvis har været der i tusindvis af år og som spiller en vigtig rolle for havmiljøet. Grunden til, at de har været svære at identificere, er, at de lever en spøgelsesagtig tilværelse og efterlader ingen varige spor,« siger professor Bo Thamdrup fra Biologisk Institut på Syddansk Universitet, som har taget del i forskningen.

Skyer af vand uden ilt

Iltsvindszoner er nogle iltfri skyer af vand, som svæver i cirka 50 til 500 meters dybde og udgør et par procent af verdenshavenes areal.

Manglen på ilt gør, at der er et totalt fravær af planter og dyr, og det er kun bakterier, der vover at tage ophold i dem.

Det skyldes, at bakterier er specialister i at kunne leve under iltfri forhold og trække vejret med noget andet. Som for eksempel kvælstofholdige eller svovlholdige forbindelser.

Indtil i dag troede man, at de iltfri zoner kun indeholdt kvælstofelskende bakterier, men den virkelighed har de danske forskere nu lavet om på.

For det er lykkedes dem at spore et samfund af svovlelskende bakterier på trods af, at de lever en spøgelsesagtig tilværelse.

Prut afslører spøgelsesbakterier

Fakta

VIDSTE DU

At en liter havvand indeholder en milliard bakterier. Tænk på det næste gang du hopper i bølgen.

Forskerne har ganske enkelt afsløret spøgelsesbakterierne gennem deres flygtige prutter.

En strejf af svovlbrinte, som lynhurtigt bliver omsat af andre bakterier og forsvinder. Det kræver vist en forklaring.

De svovlelskende bakterier ånder ved at reducere sulfat til svovlbrinte, som er en ildelugtende gasart. Men prutten får ikke lov til at leve længe, fordi svovlbrinten lynhurtigt bliver omsat til sulfat, altså de svovlelskendes bakteriers oprindelige måltid.

På den måde bliver de svovlelskende bakteriers spor lynhurtigt slettet i den virkelige vandverden, og derfor har de kunnet leve en usynlig og hemmelig tilværelse.

Laboratorium på dækket af ekspeditionsskib

Fra denne flaske med havvand lykkedes det forskerne at isolere den mystiske svovlbakterie, som har sin daglige gang i de iltfri zoner i Stillehavet (Foto: Dalsgaard)

Lige ind til den dag, hvor Bo Thamdrup og hans kolleger pumpede nogle liter havvand fra en iltfri zone i Stillehavet op på dækket af det chilenske ekspeditionsskib Vidal Gormaz og ind i en iltfri glasbeholder.

Fra den lykkedes det dem at spore de svovlelskende bakterier i skibets laboratorium.

Det skete ved at lave en radioaktiv udgave af bakteriernes oprindelige måltid, sulfat.

Når sulfat så blev omsat til svovlbrinte, ville svovlebrinten også blive radioaktiv og på den måde lykkedes det forskerne at spore flygtige prutter kortvarigt. Et sikkert vidnesbyrd på, at de iltfri zoner mod forventning indeholder svovlelskende bakterier.

Ekspeditionsskibet "Vidal Gormaz" med kølecontainer på agterdækket, hvor spøgelsesbakterien blev isoleret fra en havprøve (Foto: Bo Thamdrup)

Forsøgene er blevet suppleret med genetiske undersøgelser, som har bekræftet, at bakterierne har gener, som er kendt for at kunne omsætte svovlforbindelser.

Vigtig brik i klimapuslespillet

Den danske opdagelse er også vigtig set for et klimatisk synspunkt.

For noget kunne tyde på, at de iltfri zoner på de åbne have breder sig i takt med den globale opvarmning. Det skyldes, at overfladevandet bliver varmere, som resulterer i en større lagdeling af verdenshavene. Det giver gode vækstbetingelser for de iltfri zoner.

»Det betyder, at de iltfrie zoner på sigt vil få endnu større indflydelse på det globale klima, og derfor er det vigtigt at få dem kortlagt og finde ud af, hvad de præcis indeholder og hvordan de fungerer. Og få vished om, hvor hurtigt, der opstår iltsvind og hvor meget kvælstof de fjerner fra verdenshavene. Vores identifikation af de svovlelskende bakterier er et skridt på vejen til at blive klogere på fænomenet,« siger Bo Thamdrup.

Klog på bakteriers fødekæde

Uden Galathea 3 ville vi ikke være nået så langt, som vi er i dag

Professor Bo Thamdrup

Den ny viden kan også bruges til at få en økologisk forståelse af, hvordan bakteriesamfund fungerer, som man ifølge Bo Thamdrup ikke forstår særligt meget af i dag.

Bo Thamdrup perspektiverer det således:

»Allerede for 50 år siden vidste vi meget om fødekæder hos planter og dyr. Altså, hvem der spiser hvem og så videre. Men når det gælder bakteriesamfund er vi stort set på bar bund og kender meget lidt til deres økologi. Nu ved vi, at de iltfri zoner indeholder flere slags bakterier, som ånder på hver deres måde. De iltfri zoner er altså langt mere komplekse, end man tidligere har antaget,« siger Bo Thamdrup.

Galathea 3 skabte grundlaget

Galathea 3-ekspeditionen i 2006/2007 har også en aktie i de nye resultater.

Nu ved vi, at de iltfri zoner indeholder flere slags bakterier, som ånder på hver deres måde.

Professor Bo Thamdrup

For det var på denne ekspedition, at de danske forskere fik en grundlæggende forståelse af iltsvindszonen ud for den chilenske kyst og udviklede de metoder, som har været afgørende for, at forskerne kunne opnå de nye resultater.

Det gjaldt især ekstremt følsomme målinger af iltindholdet i vandet og metoder til at tage og håndtere vandprøver, så de ikke blev forurenet med ilt.

Og det var også på Galathea 3- ekspeditionen, at forskerne fik kontakt med de chilenske og amerikanske forskere, som var med på den aktuelle Science-artikel.

»Uden Galathea 3 ville vi ikke være nået så langt, som vi er i dag,« siger Bo Thamdrup.

Forskningen skete i samarbejde med forskere fra Aarhus Universitet.

SE VIDEO OM ARBEJDET PÅ FORSKNINGSSKIBET VIDAL GORMAZ

Iltfri zoner

Der er to betingelser, der skal være opfyldt for, at de iltfrie zoner i de åbne oceaner opstår. Dels en fysisk og dels en biologisk.

Den fysiske forklaring er, at de store have er opdelt i lag, hvor forskellige havstrømme har sin gang. Nogen af havstrømmene kommer ikke i kontakt med vores iltrige atmosfære i årevis og tømmes gradvist for ilt. Et eksempel på det er den havstrøm, som bevæger sig sydpå under havoverfladen langs den sydamerikanske kyst, hvor der er iltfrit fra 50-350 meters dybde.

Den biologiske forklaring er, at iltfri zoner opstår på grund af en stor algevækst lige under havoverfladen. Når de store mængder alger dør og synker ned mod bunden af havet, forbruger de ilt på deres vej og mest i starten. Det suger ilten ud af vandet.

De største iltfri zoner findes i Stillehavet tæt på Mellem- og Sydamerikas kyst og i Det Arabiske Hav ud for Oman og Pakistan.

Kilde: Bo Thamdrup, Syddansk Universitet

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om Evidensbarometeret, som Videnskab.dk lige har lanceret.