Bakterier stressas av varmare kustvatten

I framtiden väntas Östersjöns kustområden få ett både varmare och mer ostadigt klimat. Det bådar illa för bakterier som lever i bottensedimenten och fyller en viktig funktion för att behålla stabilitet i ekosystemet.

När medeltemperaturen stiger tappar nämligen bakterierna förmågan att anpassa sig till plötsliga temperaturförändringar, som till exempel värmeböljor, visar en studie vid Linnéuniversitetet.

– De här bakteriesamhällena utgör grunden i ekosystemet och reglerar flödet av näring, energi och växthusgaser. Om deras artsammansättning och funktion rubbas får det effekter hela vägen upp i näringskedjan, säger biologiforskaren Anders Forsman vid Linnéuniversitetet.

Simulerade framtida väderfenomen

En vik utanför Oskarshamn ger en inblick i hur Östersjöns kustområden kommer att påverkas av klimatförändringar. Här har kylvatten från det närliggande kärnkraftverket höjt medeltemperaturen med i genomsnitt fem grader i 50 års tid.

– Mycket av forskningen om effekter av klimatförändringar i akvatiska miljöer har bedrivits i laboratoriemiljö med enskilda eller ett fåtal arter som studeras på detaljnivå. Den långvariga uppvärmningen i den här viken gör att vi kan studera ett helt ekosystem i ett realistiskt framtidsscenario, berättar forskaren Mark Dopson vid Linnéuniversitetet.

I studien har forskarna undersökt hur mikroorganismerna som lever i den långtidsuppvärmda vikens bottensediment reagerar på simulerade värmeböljor i laboratoriemiljö.

I nio dagar utsattes proverna för temperaturer mellan 6 och 35 grader medan aktiviteten i bakteriesamhällena studerades i detalj. Mönstren jämfördes med prover från en närliggande opåverkad vik som också ingick i experimentet.

Bottenprover har tagits upp ur viken och undersökts i ett laboratorium. Bild: Anders Forsman

Bakterierna har svårt att anpassa sig

Resultaten visar att sammansättningen, artrikedomen och produktiviteten i bakteriesamhällen från den uppvärmda viken inte svarar på temperatur på samma sätt som i den intilliggande viken, där medeltemperaturen är mer normal.

En anledning är att bakterierna har haft svårt att anpassa sig till förändrade temperaturer.

– Trots att det har gått 50 år sedan temperaturen höjdes i viken har bakteriesamhällena som vi studerar inte lyckats anpassa sig fullt ut till det varmare klimatet. De är under konstant stress, vilket gör dem sämre på att hantera plötsliga temperaturskillnader, förklarar Anders Forsman.

Ytterligare en upptäckt var att bakterierna i den uppvärmda viken inte återgick och reagerade som normalt när de utsattes för lägre temperaturer som representerar dagens klimat. Det här kan tyda på att de kan ha passerat en tipping point*.

Svårt för liv att anpassa sig

Enligt forskarna visar den förändrade aktiviteten hos mikroorganismerna den utmaning stigande medeltemperaturer innebär för livet på jorden.

– För bakterierna i viken varar en generation bara några timmar eller dagar. Trots det har de inte lyckats anpassa sig evolutionärt till det varmare klimatet på 50 år. För många växter och djur, inklusive oss människor, går det årtionden mellan varje generation. Det väcker frågan om anpassningarna kan hålla jämn takt med den allt varmare värld som vi håller på att skapa, säger Mark Dopson.

Vetenskaplig studie:

Climate change related warming reduces thermal sensitivity and modifies metabolic activity of coastal benthic bacterial communities, ISME Journal.

Kontakt:

Anders Forsman, professor vid institutionen för biologi och miljö, Linnéuniversitetet, anders.forsman@lnu.se

Mark Dopson, professor vid institutionen för biologi och miljö, Linnéuniversitetet, mark.dopson@lnu.se