”Ingen har rigtigt interesseret sig for alle de døde”

Havet er langt det største habitat på Jorden og hjemsted for en overflod af spektakulære dyr, store og små, rovdyr og byttedyr, der lever på alle dybder lige fra det solvarme overfladevand til de kilometerdybe mørke og kolde dybhavsgrave.

Videnskaben har altid været fascineret af og studeret havenes mangfoldige livsformer, og i dag ved vi, at alle levende organismer i havene bidrager til at opretholde Jordens økologiske balance.

- Der har dog ikke rigtig været den store interesse for alle de små, døde dyr, som også findes i havet, siger Belén Franco-Cisterna, der er postdoc ved Danish Center for Hadal Research (HADAL) og Biologisk Institut, Syddansk Universitet.

Kadavere spiller en vigtig rolle

De fleste forskere har antaget, at der ikke kan være ret mange døde dyr i havet af den simple grund, at de bliver ædt levende. Og hvis et dødt byttedyr af en eller anden grund skulle undgå et rovdyrs ellers ådselæders opmærksomhed, så bliver det i hvert fald nedbrudt af mikroorganismer.

- Men vi begynder at forstå, at det langt fra er tilfældet. Der er en overflod af små, døde dyr i havene, og alle disse kadavere ser ud til at spille en vigtig rolle for transporten og genanvendelsen af kulstof og kvælstof på vores planet, siger Belén Franco-Cisterna.

Sammen med kolleger på forskningscentret Nordcee, der forsker i Jordens evolution, og HADAL forsøger hun nu at optrevle alle disse døde havdyrs skæbne og ikke mindst, hvilken rolle de spiller i Jordens store økosystem. Forskerne er særligt interesserede i at studere dyreplankton; en udbredt og allestedsnærværende gruppe, der flyder med strømmen, og som findes i alle havområder.

Eksempler er vandlopper og krill, men gruppen omfatter også en række vandmænd. Dyreplankton lever af planteplankton, eller de fanger dyreplankton, der er mindre end dem selv. Men selv den største vandloppe er ganske lille i forhold til havets øvrige dyr, og derfor har man antaget, at deres skæbne overvejende var at blive ædt.

Denne antagelse har været så stærk, at forskere traditionelt ikke har skelnet mellem levende og dødt dyreplankton, når de analyserer indsamlede prøver fra havene; alle indsamlede vandlopper, krill osv. er blevet antaget for at være i live på indsamlingstidspunktet. En faktor har også været, at det er tidskrævende og svært at kende forskel på en levende og en død vandloppe bare ved at se på den.

Men ny teknik tillader nu videnskaben at kende forskel på levende og døde vandlopper: Man kan f.eks. tilsætte farver, der får de levende eksemplarer til at lyse op i farver, mens de døde forbliver ufarvede.

Vandlopper kan dø af alderdom

- Vi er ved at opdage, at de faktisk ikke alle sammen er levende. Vi vurderer, at måske 12-60 % af dyreplankton allerede er dødt, når det bliver indsamlet i prøver, siger Belén Franco-Cisterna.

Hvis en vandloppe ikke bliver ædt, er der en række andre måder, den kan dø på: Den kan dø af sult, af infektioner, den kan blive udsat for forurenende stoffer og sygdomme, eller den kan blot dø af alderdom.

Op til 60 % af al dyreplankton er en enorm mængde biomasse, så det store spørgsmål er: Hvad sker der med alle disse kadavere, og hvilken rolle spiller de i det organiske stofs kredsløb på Jorden?

Der er selvfølgelig mange faktorer, som bestemmer, hvad der sker med en død vandloppe: temperatur, tryk, ådselædere, osv., men én ting vil altid ske: Den begynder at synke. Og hvis den ikke bliver ædt eller nedbrudt på vej ned gennem vandet, vil den til sidst nå bunden.

- Groft sagt og afhængigt af temperatur og dyrets størrelse, vil en død vandloppe synke 100 meter om dagen, og på 4-5000 meters dybde vil jeg forvente at finde flere døde end levende vandlopper – så der kan være rigtigt mange kadavere i dybhavet, siger Belén Franco-Cisterna.

Som alle andre livsformer på Jorden er dyreplankton lavet af kulstof. Forekomsten af dette element er i form af CO2 steget støt i atmosfæren i løbet af de sidste årtier, og det har ført til klimaændringer. Havene er (også) interessante i denne sammenhæng, fordi de medvirker til at omdanne atmosfærens CO2 til organisk kulstof, som kan blive begravet i havbundens sedimenter.

Den biologiske kulstofpumpe

Denne proces er en del af klodens biologiske kulstofpumpe, hvor havet optager CO2 fra atmosfæren og via en række processer binder det som kulstof i havet. Det bliver f.eks. bundet i vandloppe-kroppe, og det gør de mange vandloppe-kadavere til et højaktuelt forskningsområde, mener Belén Franco-Cisterna. For hvor bliver alt det vandloppe-bundne kulstof af?

- Vi er nødt til at lære mere om disse processer for at forstå dyreplankton-kadavernes rolle i det globale kulstof- og kvælstofkredsløb. Det kan måske hjælpe os til bedre at forudsige, hvordan havene vil reagere på fremtidige klimaændringer, siger hun.

Der er overraskende få undersøgelser af dyreplankton-kadavere for Belén Franco-Cisterna og hendes kolleger at trække på:

På dybt vand

- Én undersøgelse har undersøgt forekomsten af krill-kadavere, men det er kun for ét område i ét hav og ikke nok til global ekstrapolation. Vi har brug for mere information for at kunne vurdere hvad vandloppe-kadavere betyder på det globale plan.

I deres søgen efter mere information har Belén Franco-Cisterna sammen med biolog-kollegerne Peter Stief og Ronnie N. Glud for nylig undersøgt hvilken skæbne, der venter synkende vandloppe-kadavere. Forskerne valgte vandloppe-kadavere, fordi vandlopper udgør 70 - 90 % af havenes dyreplanktonsamfund.

Holdet ønskede at teste hvilken effekt, temperatur har på et vandloppe-kadavers evne til at nå bunden - og dermed transportere kulstof ned til sedimenterne.

- Vi fandt ud af, at det tager længere tid for et kadaver at blive nedbrudt i koldt vand. Så i et koldt miljø vil en større del af et kadaver unddrage sig nedbrydning og nå ned til bunden, siger Belén Franco-Cisterna.

I deres forsøg blev gennemsnitligt 50 % af et kadavers kulstof nedbrudt inden for 6-12 dage ved 20 grader celsius. Da de sænkede vandtemperaturen til 4 grader celsius, tog det mere end 60 dage, hvilket gav kadaveret længere tid til at nå bunden.

Dette indikerer, at vandloppe-kadavere i kolde havområder kan være et vigtigt middel til at transportere kulstof ned til havbunden, konkluderer forfatterne.

Pludselig optræder de i bunkevis

Måske genererer alle bestande af dyreplankton en stabil tilførsel af kadavere til det omgivende hav, men nogle af dem er yderligere kendt for pludselig at stige i antal og lige så pludseligt dø en massedød – så nogle gange kan denne transport af kulstof også foregå pludseligt og eksplosivt.

Vandmænd er et dyreplankton, der i perioder pludselig kan blomstre op og danne kæmpe formeringer, både i vandoverfladen og på flere kilometers vanddybde. Disse opblomstringer af vandmænd kan strække sig over tusindvis af kvadratkilometer.

Det er klart, at sådanne enorme mængder biomasse ikke bare vil forsvinde, når opblomstringen kollapser, og vandmændene dør, og forskere har f.eks. observeret ophobede bunker af døde vandmænd på havbunden. De kaldes jelly-falls, og selvom en vandmand for det meste består af vand og meget lidt kulstof, gør omfanget af disse jelly-falls vandmænd til en vigtig kulstof-transportør.

Skal vi kopiere den naturlige massedød?

Forskere har også rapporteret om store strandinger af krill, der er blevet skyllet op på antarktiske strande (omkring 1500 kadavere pr. kvadratmeter), hvorefter de formentlig er blevet skyllet tilbage i havet og sunket ned til havbunden.

Kunne sådanne naturligt forekommende opblomstringer inspirere os til at skabe kunstige opblomstringer af dyreplankton, der vil dø ud og som kadavere synke til bunds med en last af kulstof – kunne dette være et værktøj til at sænke CO2-niveauet i atmosfæren?

I teorien en god idé, men naturen opfører sig sjældent efter teorien, for ude i virkeligheden er tingene ikke så ligetil: For eksempel skal en dyreplanktonisk organisme gennemleve en række komplekse livscyklusser, der udvikler den fra æg til voksen. Hvert udviklingstrin har sine udfordringer og for at gennemleve et trin, skal der være føde nok og gunstige miljøforhold.

Lattergas til havs

- Nogle gange lykkes det – det ser vi jo i naturen – for en population at blomstre op, men det fører ikke automatiske til massedød og kulstofbinding. Andre processer kan komme i vejen; måske bliver populationen ædt af fisk. Det er afgørende at finde løsninger, der kan afbøde klimaforandringerne, men vi skal være forsigtige, når vi søger løsninger, og de naturlige systemers kompleksitet skal altid tages med i overvejelserne, siger Belén Franco-Cisterna.

Kulstof er ikke det eneste element af interesse, når man studerer dyreplankton-kadavere; de spiller også en nøglerolle i det globale kvælstofkredsløb. Kvælstofkredsløbet er mere komplekst end kulstofkredsløbet, men eksempler er, at kadaverne fjerner kvælstof fra det omgivende havvand, og at de producerer lattergas (kvælstofforilte eller dinitrogenoxid), som er en potent drivhusgas.

Nyere forskning har dokumenteret, at dyreplankton overraskende nok findes i rigelige forekomster i og omkring de såkaldte iltminimumszoner i havene; store havstrækninger i 200 – 1500 m dybde, hvor der er ingen eller kun meget lidt ilt i vandet.

Dyret uden ilt indeni

Peter Stief og Ronnie N. Glud har set nærmere på dette fænomen, og de har opdaget, at vandlopper, der lever i en iltminimumszone, ikke har noget ilt i deres indre. Det er bemærkelsesværdigt, fordi vandloppen er et lille dyr. Indvolde med et iltfrit miljø ses normalt kun hos meget større dyr.

- Vandlopper og andet dyreplankton udgør et enormt stort antal små iltfrie fabrikker – mikrobielle hotspots – med nogle unikke biogeokemiske egenskaber. Fordi der ikke er noget ilt til stede i deres indre, kan de være vært for nogle mikrobielle processer, der muliggør produktion af lattergas, siger Peter Stief, lektor ved Institut for Biologisk Institut.

I iltminimumszonerne foregår også ca. halvdelen af havenes kvælstoftab, og det skyldes til dels, at vandloppekadavere optager kvælstof.

- Hvad vi ikke ved er, hvor meget disse kadavere bidrager til fjernelse af kvælstof og produktion af lattergas på global skala. Deres bidrag er nemlig ikke medregnet i de nuværende havmodeller, så vi skal måske være grundigere til at integrere dyreplanktons bidrag, siger Peter Stief.