Bakterier stortrives på bunden af Marianergraven

Et internationalt forskningsteam, ledet af danske forskere, har haft specialdesignede måleinstrumenter på bunden af verdenshavenes dybeste sted - Marianergraven.

Målet var at se, om bakteriesamfund kan fungere effektivt under det store tryk.

Den overraskende opdagelse var, at bakterier ikke blot kan overleve trykket på 11 kilometers dybde. De stortrives sågar, til trods for et miljø der er vanvittigt ekstremt.

»Marianergraven og andre af de dybeste steder i verdenshavene er ’hotspots’ for bakterieaktivitet i dybhavet. Der foregår langt mere her, end man kunne forvente – og langt mere end i områderne umiddelbart rundt omkring. Årsagen er, at gravene indeholder rigeligt med mad, som bakterierne kan leve af. Opdagelsen er en vigtig brik i forståelsen af, hvor alt det organiske materiale fra døde fisk og alger forsvinder hen, når det falder til havbunden,« fortæller studiets hovedarkitekt, professor Ronnie Glud fra Syddansk Universitets Biologisk Institut.

Opdagelse nuancerer tidligere antagelser

Forskere vil normalt fortælle, at jo dybere havbunden befinder sig, des færre bakterier er der.

På havbunden i kystnære områder, hvor fødemængden er rigelig, vrimler det med bakterier. I takt med at vandet bliver dybere, forsvinder fødegrundlaget for bakterierne, der glimrer ved at være næsten fraværende på store dele af oceanbundene.

Det billede nuancerer den nye opdagelse.

»50 procent af havbunden er, hvad vi kalder dybhavssletten, som ligger under fire til seks kilometer vand. Her er der ikke meget bakterieaktivitet. Men de steder, hvor havdybden er endnu dybere som i de store undervandskløfter, stiger bakterieaktiviteten igen,« fortæller Ronnie Glud.

Danske forskere har dog for nylig fundet ud af, at der også lever bakterier under havbunden, i selve klipperne der udgør jordskorpen.

Hvad sker der med det organiske materiale?

Fødegrundlaget i form af organisk materiale er årsagen til, at bakterier kan trives i de ekstreme dybder.

Forskere har længe formodet, at de største dybder som Marianergraven, Japanergraven, Filippinergraven med flere fungerer som tragte, hvor store mængder organisk materiale forsvinder ned.

Det store spørgsmål har så været: Hvad sker der med alt det organiske materiale?

»Vores hovedformål er at forstå det globale kulstofkredsløb, og hvor meget CO2 havet fikserer. Det bestemmer i sidste ende, hvor meget ilt der er på Jorden. Når alger optager CO2 og senere hen ryger til bunds, er det vigtigt at fastslå, hvad der sker med algerne. Bliver de til olie, eller bliver de omsat af bakterier, der genindfører CO2'en i kulstofkredsløbet? Her viser vores resultater fra Marianergraven, at der findes bakterier, der ernæres af de døde alger og alt det andet organiske materiale, der falder ned i de dybe grave, og på den måde holder gang i kulstofkredsløbet,« siger Ronnie Glud.

Kræver ekstreme bakterier

Det er dog ikke dine normale håndvask-bakterier, der finder vej ned gennem havdybderne. De ekstreme forhold under 11 kilometer vand kræver ekstreme bakterier.

»Det er helt unikke, specialtilpassede bakterier, der lever i bunden af Marianergraven. De er i sig selv meget interessante, og vi har nu igangsat et projekt, der skal kortlægge, hvordan bakterierne kan overleve under det enorme tryk,« siger Ronnie Glud og uddyber:

»Det må kræve nogle helt specielle cellemembraner og enzymer.«

Dertil kommer, at bakterierne ikke bare overlever på et minimum af aktivitet i bunden af gravene. De nye forskningsresultater viser, at bakterierne er overordentlig aktive i deres omsætning af det organiske materiale, der falder ned fra oven.

Måleinstrumenter skulle på frit fald

Alene det at få måleinstrumenter ned på 10.900 meter vand var en stor bedrift for forskerne i sig selv. De var nødt til at lave specialdesignede måleinstrumenter, der kunne klare det voldsomme tryk.

Måleinstrumenterne skulle ud på et tre timer langt frit fald, før de ramte bunden. Her målte de indholdet af ilt i havbunden som et udtryk for bakterieaktiviteten.

Iltmængden i sedimentet er en rigtig god indikator for bakterieaktiviteten, da bakterierne bruger ilt for at omsætte det organiske materiale.

Det vil sige, at jo mindre ilt, der er i sedimentet, jo mere aktive er bakterierne.

»I Øresund er der meget bakterieaktivitet, og her trænger ilten kun én millimeter ned i havbunden. De steder af havet, hvor nedfaldet af organisk materiale er så godt som ikke-eksisterende, kan ilten trænge ned til 50 meter i havbunden. I bunden af Marianergraven trænger ilten 'kun' én meter ned, hvilket viser, at der er en relativt høj bakterieaktivitet,« fortæller Ronnie Glud.

Atacamagraven er det ultimative mål

Ronnie Gluds forskningshold fortsætter deres arbejde med at studere betydningen af verdenshavenes dybeste grave for Jordens samlede kulstofkredsløb.

Foruden studiet af bakterierne i sig selv, planlægger forskerne også at undersøge effekten af jordskælv på mængden af nedfalden organisk materiale i gravene.

Der er også flere grave, som Ronnie Glud gerne vil undersøge.

»Vi har netop haft en ekspedition i Japanergraven og planlægger en anden ekspedition til Tongagraven, men Atacamagraven er et af vores ultimative mål. Havet over graven har en af verdens højeste produktioner af organisk materiale. Her bliver det meget interessant at se, hvordan bakterieaktiviteten er i bunden af graven,« siger Ronnie Glud.