Der Ozean ist aufgrund seiner Rolle bei der globalen Klimaregulierung ein wichtiges Lebenserhaltungssystem für unseren Planeten. Es absorbiert den Großteil der in der Atmosphäre eingeschlossenen Kohlenstoffemissionen und Wärme, die durch menschliche Aktivitäten entstehen. Im Laufe der Jahre hat dies zu einer Erwärmung der Ozeane (OW), einer Versauerung der Ozeane (OA) und einer Desoxygenierung der Ozeane (OD) geführt. Darüber hinaus hat die erhöhte anthropogene Stickstoffdeposition (AND) die Meeresumwelt stark beeinflusst.
Als Teil dieser Folgen werden die Gase Lachgas (N2O) und Methan (CH4) hauptsächlich von „Prokaryoten“ oder mikrobiellen Organismen kontrolliert, die im Ozean leben. Während mehrere Studien diese Prozesse im Detail analysiert haben, wurden ihre gleichzeitigen Auswirkungen auf die Ökosysteme der Ozeane nicht untersucht.
In einer aktuellen Studie untersuchte ein Forscherteam unter der Leitung von Prof. Il-Nam Kim, außerordentlicher Professor für Meereswissenschaften an der Incheon National University, die prokaryotischen Populationsveränderungen und Stoffwechselmodifikationen aufgrund der gleichzeitigen Wirkung von OW, OA, OD und AND über den westlichen Nordpazifik. Ihre Ergebnisse wurden in veröffentlicht Bulletin zur Meeresverschmutzung.
„Der Klimawandel führt zu Veränderungen der Meeresumwelt, und diese Studie kann unser Verständnis ihrer Auswirkungen auf das menschliche Leben verbessern“, sagt Prof. Kim.
Die Autoren untersuchten gleichzeitig die Auswirkungen des Klimawandels auf die Oberflächenschicht (SL), die Zwischenschicht (IL) und die Tiefenschicht (DL) des Ozeans. Die mikrobielle Gemeinschaft und ihr funktionelles Potenzial bei der Regulierung der N2O- und CH4-Zyklen wurden mittels biogeochemischer Analyse und mikrobieller Genomsequenzierung bewertet.
Die Ergebnisse zeigten, dass Prokaryoten von SL bis DL eng mit den Treibern des Klimawandels verbunden sind. Langfristig kann das empfindliche Meeresökosystem in WNPO durch einen Anstieg der N2O-Produktion mit anschließender pH-Änderung beeinträchtigt werden, was letztendlich zu einem Anstieg der CH4-Emissionen führt.
Diese Erkenntnisse weichen vom derzeit angenommenen Potenzial von Prokaryoten und biogeochemischen Prozessen im Zusammenhang mit dem Klimawandel ab. Außerdem richtet es den Fokus neu auf die Auswirkungen des Klimawandels auf das Ökosystem des offenen Ozeans. Dr. Kim kommt zu dem Schluss: „Diese Forschung wird dazu beitragen, das Bewusstsein für die Schwere des Klimawandels und die Bedeutung der Meeresressourcen zu schärfen.“
Diese bahnbrechende Studie hat das Potenzial, die zukünftige Meeresökosystemforschung zu prägen. Maßnahmen zur Verringerung der Versauerung und Erwärmung der Ozeane können zur Stabilisierung dieser lebenswichtigen mikrobiellen Gemeinschaften und Treibhausgaskreisläufe beitragen.
Mehr Informationen:
Satheeswaran Thangaraj et al., Aufklärung der prokaryotischen Diversitätsverteilung und des Funktionsmusters beim Stickstoff- und Methankreislauf im subtropischen westlichen Nordpazifik, Bulletin zur Meeresverschmutzung (2023). DOI: 10.1016/j.marpolbul.2023.115569
Bereitgestellt von der Incheon National University