Neue Studie zur Verbreitung von Stickstofffixierern im Ozean

Modellsimulationen zeigen potentielle Bedeutung von Fressfeinden und unterschiedlichen Nährstofflimitationen

Stickstoff spielt eine zentrale Rolle im Stoffwechsel aller Lebewesen und bestimmt damit die Verbreitung des Lebens im Ozean entscheidend mit. Doch was beeinflusst den Eintrag von Stickstoff durch Stickstoffixierer im Ozean? Die Kieler Forschenden Dr. Ulrike Löptien und Dr. Heiner Dietze aus der Arbeitsgruppe Archäoinformatik – Data Science von KMS-Mitglied Professor Matthias Renz gingen dieser Frage mit einem Erdsystemmodell auf den Grund.

Stickstofffixierer sind Mikroorganismen, die den Stickstoff der Luft fixieren und somit verfügbar für Ökosysteme machen können. Bekannt ist, dass Fixierer im Ozean relativ langsam wachsen und damit von schnellwachsenden Algen leicht übervorteilt werden können - es sei denn es fehlt an bioverfügbarem Stickstoff. Dann kommt ihre einzigartige Fähigkeit, den Stickstoff zu fixieren zu Tragen. Hierbei fixieren sie oft mehr Stickstoff auf als sie selber benötigen – eine Eigenschaft, die den Forschenden noch Rätsel aufgibt, da damit die klassischen Habitate dieser Mikroorganismen, in denen es an bioverfügbarem Stickstoff mangelt, letztendlich verkleinert werden. In der neuen Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Scientific Reports erschienen ist, haben die Forschenden nun weitere komplexere Regelmechanismen untersucht, die den Fixierern Vorteile verschaffen können. In einer Reihe von Modellsimulationen zeigte sich dabei die potentielle Bedeutung von Fressfeinden und unterschiedlichen Nährstofflimitationen. Dies illustriert erhebliche Unsicherheiten (bis hin zu Vorzeichenwechsel) in Prognosen der Entwicklung von Fixierung in einer sich erwärmenden Welt. Die aktuelle Publikation erweitert die Erkenntnisse einer Vorgängerstudie für die Ostsee vom Sommer 2022 um globale Skalen.

Originalpublikation:
Löptien, U., & Dietze, H. (2022). Ambiguous controls on simulated diazotrophs in the world oceans.
Nature Scientific Reports, 12(1), 1-10
https://www.nature.com/articles/s41598-022-22382-y

Diese neues Studie erweitert die Erkenntnisse einer Vorgängerstudie für die Ostsee vom Sommer 2022:
Löptien, U., & Dietze, H. (2022). Retracing cyanobacteria blooms in the Baltic Sea.
Nature Scientific Reports, 12(1), 1-8.
https://www.nature.com/articles/s41598-022-14880-w
Pressemitteilung zu dieser Veröffentlichung

Kontakt:
Ulrike Löptien
ulrike.loeptien@ifg.uni-kiel.de
und
Heiner Dietze
heiner.dietze@ifg.uni-kiel.de

Weltkarte
© NASA

Level-3 image of Aqua MODIS ; blue areas indicate limited amounts of phytoplankton in "oligotrophic" waters where enough nutrients aren't produced to sustain algae blooms. https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/gallery/778