Trichodesmium: Filamentøse cyanobakterier og havets kvælstofbindere
Trichodesmium — filamentøse cyanobakterier, der binder atmosfærisk kvælstof i tropiske have; afgørende for marine næringsstoffer og økosystemers produktivitet.
Trichodesmium, eller "søsavsmuld", er en slægt af filamentøse cyanobakterier. De findes i næringsfattigt tropisk og subtropisk havvand.
De er mest almindelige omkring Australien og i Det Røde Hav, hvor de blev beskrevet første gang af kaptajn Cook.
Trichodesmium er en diazotrof; det vil sige, at den binder atmosfærisk kvælstof til ammonium, et næringsstof, der bruges af andre organismer. Trichodesmium menes at kunne binde kvælstof i et sådant omfang, at den tegner sig for næsten halvdelen af kvælstofbindingen i marine systemer globalt set.
Udseende og kolonidannelse
Trichodesmium danner lange filamenter (trichomer), som ofte organiserer sig i tydelige kolonier, der kan ses som små puffer eller børster på havets overflade. Kolonierne beskrives ofte som brunlige eller rødbrune pletter—deraf det folkelige navn "søsavsmuld"—og kan ved store forekomster danne synlige blomstere (blooms) på kilometerskala langs overfladen.
Fysiologi og kvælstofbinding
- Døgnrytme: I modsætning til mange andre kvælstoffikserende bakterier med særlige heterocyster, udfører Trichodesmium fotosyntese og kvælstoffiksering i løbet af dagen ved hjælp af cellulære tilpasninger, der skaber lokaliserede, lavt-iltede zoner eller specialiserede celler kaldet diazocyter.
- Næringsstoffer: Kvælstoffiksering kræver energi, jern og fosfor. Tilgængeligheden af jern (fx fra mineralstøv fra ørkener) og fosfor begrænser ofte væksten og udbredelsen af Trichodesmium.
- Biokemi: Ved at omdanne atmosfærisk N2 til ammonium tilfører Trichodesmium opløseligt nitrogen til økosystemet, hvilket kan stimulere vækst af andre planktonarter.
Økologisk betydning
- Primærproducent og gødningskilde: Ved at tilføre bio-tilgængeligt kvælstof spiller Trichodesmium en vigtig rolle i havets biogeokemiske kredsløb og kan øge produktiviteten i næringsfattige farvande.
- Samspil med andre organismer: Kolonier fungerer som mikromiljøer for bakterier, protozoer og små krebsdyr, som kan leve af eller samhandle med Trichodesmium. Nogle organismer drager fordel af det ammonium og organiske forbindelser, cyanobakterien frigiver.
- Bivirkninger: Større blooms kan ændre lokalt iltindhold og kemiske forhold og i sjældne tilfælde føre til negative effekter for lokale organismer. Der er også tegn på, at nogle cyanobakterier kan producere bioaktive forbindelser — effekterne varierer og er genstand for forskning.
Faktorer, der styrer udbredelse
Vækst og blomstring af Trichodesmium afhænger af:
- Temperatur (varmere tropiske og subtropiske farvande favoriserer dem),
- Tilgængelighed af jern og fosfor (fx via atmosfærisk støv),
- Vind- og strømforhold, som kan koncentrere kolonier ved overfladen,
- Konkurrence med andre planktongrupper og prædation fra små organismer.
Klimaændringer og fremtiden
Der er stor interesse i, hvordan klimaforandringer vil påvirke Trichodesmium. Stigende havtemperaturer og ændrede cirkulationsmønstre kan udvide deres udbredelse mod højere breddegrader, mens ændringer i nedfald af støv og næringsstofforsyning kan påvirke hyppigheden og omfanget af blooms. Ændringer i mængden af diazotrof aktivitet vil have konsekvenser for havets kvælstofbalance og økosystemernes produktivitet.
Undersøgelser og overvågning
Forskning i Trichodesmium omfatter feltobservationer, satellitmonitorering af overfladeblooms, laboratorieforsøg og molekylære studier af metabolismen. Overvågning er vigtig for at forstå deres rolle i globale næringsstofkredsløb og for at forudsige konsekvenser af miljøændringer.
Samlet set er Trichodesmium en nøglegruppe af marine cyanobakterier, der ved at binde atmosfærisk kvælstof bidrager væsentligt til næringsstofkredsløbet i tropiske og subtropiske have. Dens dynamik påvirker både lokale fødekæder og globale biogeokemiske processer.
Søge