Nieuw licht op ecologie van oceanen

De oceanen lijken vol te zitten met een bizarre cyanobacterie die niet in staat is tot fotosynthese, maar des te beter in het vastleggen van stikstof uit de lucht in de vorm van ammoniak. Dat zet de huidige aannames over de koolstof- en stikstofcycli in mariene ecosystemen op hun kop, zo meldt Jonathan Zehr (University of California, Santa Cruz) deze week in Science.

Het is nog niet gelukt om de zogeheten UCYN-A cyanobacteriën in het lab te kweken. Wel heeft Zehr voldoende genetisch materiaal kunnen verzamelen om een analyse met een 454-sequenser te doen. Daarbij bleek de set genen voor fotosysteem 2, een essentieel onderdeel van de fotosynthesecyclus, compleet te ontbreken. Fotosysteem 1 zat er wel in, al is het de vraag of de bacterie daar iets mee doet.

Het ontbreken van fotosysteem 2 heeft zo zijn voordelen. De bacteriën hebben wél een gen voor nitrogenase, het enzym dat de stikstofbinding katalyseert. Die reactie wordt geremd door zuurstof. Zonder fotosynthese wordt die zuurstof niet aangemaakt, en dat betekent weer dat deze bacterie ook bij daglicht stikstof kan fixeren. ‘Normale’ cyanobacteriën doen dat alleen ’s nachts, of in gespecialiseerde cellen.

Waar de nieuwe bacterie zonder fotosynthese de energie vandaan haalt die hij voor de stikstofbinding nodig heeft, is intussen nog een raadsel. Het zou Zehr echter niet verbazen als er sprake is van symbiose met een andere bacterie die de gebonden stikstof oogst en er gebonden koolstof (suikers dus) voor teruggeeft.

bron: National Science Foundation