Overset liv i havbunden mæsker sig i fiskelort
Dansk forskning viser, at bakterier ikke er alene om at leve af død plankton og fiskelort. De for mange ukendte 'arkæer' har ligeledes en vigtig - og hidtil overset - nøglerolle i livets cyklus på havbunden.

I havbunden lever organismer, kaldet arkæer, der har en hidtil ukendt, men vigtig rolle i hele Jordens økosystem. (Foto: Colourbox)

I havbunden lever organismer, kaldet arkæer, der har en hidtil ukendt, men vigtig rolle i hele Jordens økosystem. (Foto: Colourbox)

Når fisk laver lort, drysser afføringen til havbunden som en slags ’havets sne’. På bunden mæsker bakterier sig i det organiske materiale, der daler ned fra oven.

Derved sørger bakterierne for, at organiske molekyler, fra det der engang var dyr og alger, bliver genindført i klodens kulstofkredsløb.

Men bakterier er ikke alene i havbunden. De deler pladsen med encellede organismer kaldet 'arkæer' (se faktaboks), der udgør en tredjedel af Jordens mikroorganismer og er en meget stor del af mikroorganismerne i havbunden.

Danskere kaster lys over arkæer

Forskere ved, at nogle grupper arkæer omdanner det neddryssende organiske materiale til drivhusgassen metan, men mange af de andre arkæer har hidtil haft en ukendt rolle i havbunden.

Det ændrer et nyt dansk studie på.

»Der findes grupper af arkæer i havbunden, hvis antal dominerer blandt mikroorganismerne i sedimentet. De laver ikke metan, og hidtil har vi ikke haft den fjerneste idé om, hvad de lavede dernede. Men vores forskning viser, at arkæerne har en nøglerolle i nedbrydningen af proteiner i havbunden,« fortæller en af hovedforfatterne i det nye studie, postdoc Lars Schreiber fra Aarhus Universitets Center for Geomikrobiologi.

Studiet er netop offentliggjort i det velansete videnskabelige tidsskrift Nature.

Ændrer ikke ved kulstofkredsløbet

Da 70 procent af Jordens areal befinder sig under havets overflade, er det yderst interessant for forskere at vide, hvad der ultimativt sker med dødt organisk materiale i havet:

Bliver det begravet i havbundens mudderlag, kaldet sedimentet, på ubestemt tid, eller bliver det samlet op af mikroorganismer og genindført i Jordens kulstofkredsløbet, der er den evige biokemiske cyklus af kulstof mellem landjorden, havet og luften?

Hidtil har forskere troet, at bakterier i sedimentet var alene om at genindføre kulstof i Jordens kredsløb. Men det nye studie viser, at bakterierne i virkeligheden tager en stor del af æren fra arkæerne, der også guffer løs af de døde fisk og alger.

»Det ændrer som sådan ikke på vores forståelse af balancen i kulstofkredsløbet. Det døde organiske materiale bliver stadig begravet i havbunden. Men det ændrer på forståelsen af, hvad der sker med det organiske materiale i havbunden,« siger Lars Schreiber.

Studerede arkæernes genom

Forskerne har i deres studie undersøgt genomer fra arkæer, de havde fisket op fra bunden af Aarhus havn.

Fakta

Arkæerne er det tredje af de tre domæner, som livet er opdelt i. De to andre er bakterierne og eukarioterne, der indbefatter alle dyr, planter og svampe.

Arkæerne er encellede organismer og adskiller sig fra bakterierne blandt andet i opbygningen af cellemembranerne og i deres metabolisme.

Mange arkæer lever i ekstreme miljøer på Jorden såsom i termodynamiske væld, svovlsøer og lignende.

Arkæerne i havnen er for en stor dels vedkommende de samme, som findes over hele kloden.

Studiet viste overraskende, at de undersøgte arkæer havde gener for proteinnedbrydende enzymer (proteaser), som mikroorganismerne udskiller i havbunden.

»Studiet af arkæerne fortæller os noget om deres metabolske formåen. Det er første gang, at nogen kan vise, at arkæerne har proteaser, der kan blive udskilt i nærmiljøet og dermed aktivt være med i nedbrydningen af organisk materiale på havbunden. På grund af arkæernes store antal i havbunden, er det utroligt interessant, at vi nu finder ud af, hvordan de spiller ind i kredsløbene her og dermed også har indflydelse på kredsløbene over hele kloden,« siger Lars Schreiber.

Først muligt at undersøge nu med ny teknik

Den nye opdagelse har ikke været mulig at gøre før nu.

Mange arkæer bruger flere år på at formere sig, hvilket gør det umuligt for forskere at dyrke nok af dem i laboratoriet til at lave normale gensekventeringer, som kræver genetisk materiale fra mange individer.

Lars Schreiber benyttede sig til gengæld af en teknik, kaldet ’single cell genomics’, der først er blevet udviklet inden for de seneste fem til ti år.

Med single cell genomics kan forskerne gå ind og studere den genetiske opbygning af en enkelt celle.

»Det er førte gang, at nogen benytter single cell genomics på mikroorganismer fra havbunden. Det er derfor også første gang, at vi kan få et indblik i, hvad arkæerne laver her, og hvilken økologisk rolle de har. Det giver os en langt bedre mulighed for at forstå, hvilken stor rolle havbundens bakterier og arkæer spiller i de globale stofkredsløb,« siger Lars Schreiber. 

Kollega er begejstret

Professor Ronnie Glud fra Biologisk Institut ved Syddansk Universitet, der selv forsker i havbundens bakterier, er begejstret for de nye forsknignsresultater.

»Det er i høj grad interessant. Et af de centrale spørgsmål om sedimenters biogeokemi er, hvem der er de vigtige aktører, og hvad de forskellige grupper af mikroorganismer foretager sig i sedimentet – og hvorledes de processer, som de katalyserer, vekselvirker. Hvis vi skal forstå, hvordan havets kemi ændres og reguleres, er det vigtigt at forstå de enkelte processer i havbunden.«

»Single-cell genomics er endnu et stærkt nyt værktøj til at se, hvem der er tilstede hvor og hvornår, og hvilke processer de enkelte mikroorganismer er ansvarlige for. Selv vil jeg nok ikke direkte komme til at anvende teknikken, men det er oplagt, at der er nogle spændende muligheder for samarbejde på tværs af fagfelter,« kommenterer han på det nye studie.

Videnskab.dk Podcast

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

Corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte, døde og vaccinationer i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

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

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om det utroligt velbevarede dinosaur-foster, som du kan se herunder.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk