Faglig uddybning
Uddybende artikel
Uddybning af artiklen "Dyr der ånder uden ilt", en præsentation af ”Evidence for complete denitrification in a benthic foraminifer“ (Nils Risgaard-Petersen et al.), Nature, 7. september 2006.
Af Nils Risgaard-Petersen (DMU), Lars Peter Nielsen (AU), Peter Bondo Christensen (DMU) og Jens Holbech (AU).
Opdagelsen af nitratåndende dyr
Forskerne kom på sporet, da de ville finde en forklaring på nogle ekstremt store mængder af nitrat nede i mudderbunden i Gullmarsfjorden nord for Gøteborg. Da man tilfældigvis observerede, at foraminiferer i mudderet fordelte sig efter samme mønster som nitraten, kom de hurtigt under mistanke. En analyse af enkelte foraminiferer bekræftede, at de havde fyldt sig med nitrat. Derefter gik det slag i slag med at vise, at nitraten blev brugt til respiration ved denitrifikation, og at dyrene gjorde det selv og ikke i symbiose med denitrificerende bakterier, som man først troede. Da andre i forskergruppen kort efter skulle til Chile for at studere nitratakkumulerende bakterier, kunne de snart meddele, at også her var havbunden fyldt med nitratåndende foraminiferer. En fortsættelse af disse undersøgelser nåede også lige at komme med i planlægningen af Galathea-ekspeditionen.
Nye spørgsmål
Hvordan er nogle dyr blevet i stand til at ånde med nitrat? Er det resultatet af en selvstændig evolution? Er det et levn helt fra den gang de højerestående organismer opstod ved fusion af forskellige bakterier? Eller er det opstået senere i udviklingen ved en omfattende overførsel af gener fra denitrificerende bakterier? For at finde ud af det er forskerne gået i gang med både at finde andre nitratåndende dyr og undersøge genetikken og biokemien bag processen.
Hvordan får foraminifererne så fat i nitraten? Vandrer de op til de øverste lag af havbunden en gang imellem for at tanke op, eller er de endnu smartere og bruger deres såkaldte pseudopodier som sugerør for nitrat? Pseudopodierne er nogle tynde, op til flere millimeter lange udposninger på cellen, som i forvejen bruges til at indfange bakterier og andet bytte i omgivelserne.
Hvor meget kan nitratånding hos dyr mon betyde? Er det kun en finurlig strategi for en lille gruppe og en mindre krølle på kvælstofkredsløbet? Da foraminiferer formentlig er den mest udbredte dyregruppe på bunden af verdenshavene, kan betydningen godt vise sig at være omfattende. I så fald opstår spørgsmålet, om deres bidrag allerede er inkluderet i de beregninger og målinger, som man hidtil har lavet af denitrifikationen i havet.
Faktaboks
|
Respiration med ilt eller nitrat For at få energi bruger vi og andre dyr normalt ilt til at forbrænde kulhydrater til kuldioxid og vand: O2 + (CH2O)n à CO2 + H2O + energi Når foraminifererne så respirerer med nitrat i stedet for ilt dannes der frit, atmosfærisk kvælstof fra nitraten: Processen hedder denitrifikation og sammenlignet med iltrespirationen henter den mindre energi ud af kulhydratet. Derfor bliver den kun aktiveret i miljøer, hvor der ikke er noget ilt. Den omtalte anammox-proces er en ret nyopdaget form for ånding, som også producerer frit kvælstof. Her bruger specielle anammox-bakterier en anden kvælstofforbindelse, ammonium, i stedet for kulhydrat og nitrit i stedet for nitrat: NO2- + NH4+ à 2 H2O + N2 + energi Denne ejendommelige kortslutning på det hidtil kendte kvælstofkredsløb har vist sig at være meget vigtig nogle steder i havet. Processen forsøges nu også brugt til mere effektiv spildevandsrensning.
Lektor Lars Peter Nielsen, Aarhus Universitet, tlf. 8942 3250, lars.peter.nielsen@biology.au.dk |
Seniorforsker Nils Risgaard-Petersen, tlf. 8920 1400, 
Årg. 10, nr. 11 - 6. september 2006