北極海の氷が溶けると、その雪解けの中から新たな生命が出現する可能性があります。研究者らは、溶けた氷の下やそれに沿った細菌が窒素ガスを藻類の燃料となる形に変換していることを発見した。
北極海の氷の急速な消失は、大惨事として広く認識されています。しかし、予想外の展開で、氷の融解が北極海洋生態系の基盤である藻類を実際に強化する可能性がある。
藻類はほとんどの海洋生物にとって不可欠な食料源として機能しますが、その成長は北極の極寒の海では不足する栄養素である窒素に依存しています。現在、新たな国際研究が主導されています。コペンハーゲン大学北極海の将来の窒素レベルは、以前の推定よりも高くなる可能性があることを示唆しています。この発見は、高地北部の海洋生態系と世界の炭素バランスに大きな影響を与える可能性があります。
科学者たちは、北極の海氷の下、その最中央部でも窒素固定が起こっていることを初めて確認した。このプロセスには、海水に溶けている窒素ガス (N2) をアンモニウムに変換する特定の細菌が関与します。アンモニウムは細菌の増殖をサポートすると同時に、海洋食物網全体で藻類や藻類に依存する多くの生物に栄養を与えます。
「これまで、窒素固定を行う生物の生息環境が劣悪すぎると考えられていたため、海氷の下では窒素固定は行われないと考えられていました。私たちは間違っていました」と、この研究の筆頭著者で生物学科の元博士課程学生であるリサ・W・フォン・フリーセンは言う。
氷が減ると藻が増える可能性がある
他のほとんどの海洋では窒素固定を行うのはシアノバクテリアであるが、中央北極海では窒素を変換するのは全く異なる種類のバクテリア、いわゆる非シアノバクテリアであることが今回の研究で示された。
研究者らは、氷の融解が最も活発に行われる氷の端での窒素固定率が最も高いことを測定した。細菌は氷の下でも窒素固定を行うことができますが、氷の縁に沿って窒素固定を行う方が容易です。そのため、海氷が後退し、融解領域が拡大するにつれて、窒素固定によってより大量の窒素が追加されることが予想される。
「言い換えれば、北極海の利用可能な窒素の量は、現在も将来の予測も過小評価されている可能性があります。これは、気候変動により海氷面積が減少し続ける中、藻類生産の可能性も過小評価されていることを意味する可能性があります」とリサ・W・フォン・フリーゼンは言う。
「藻類は浮遊性甲殻類などの小動物の主な食料源であり、さらに小魚がそれを食べるため、より多くの藻類が最終的に食物連鎖全体に影響を与える可能性があります」とリサ・W・フォン・フリーゼン氏は付け加えた。
海洋の二酸化炭素に影響を与える可能性がある2摂取
さらに、新たに発見された窒素源は、CO の吸収にも有益である可能性があります。2– 少なくとも地域的には。藻類が増えると海は二酸化炭素を吸収しやすくなる2。
「気候と環境にとって、これはおそらく良いニュースでしょう。藻類の生産が増加すれば、北極海はより多くの二酸化炭素を吸収するでしょう」2COが増えるから2藻類バイオマスに結合します。しかし、生物学的システムは非常に複雑なので、他のメカニズムが逆の方向に引っ張る可能性があるため、確実な予測を立てるのは困難です」と生物学科の教授であり、この研究の主著者であるラッセ・リーマン氏は言う。
それにも関わらず、研究者らは北極海の予測に窒素固定を含めるべきだと考えている。
「最終的な影響が気候に有益であるかどうかはまだわかりません。しかし、海氷の減少に伴って今後数十年間に北極海に何が起こるかを予測しようとするとき、方程式に窒素固定などの重要なプロセスを含めるべきであることは明らかです」とラッセ・リーマン氏は言う。
参考文献：「北極シーラ氷の密度の下での窒素固定」Lisa W. Frone、Hanna Farneman、Wilken-Jon、Oliveer Grosso、Christeen P. Laber、John Tortteller、Marcus Sunder Sunder、Sunhua、Sunhuu Torr-Valdés、Stefan Bertilsson、Ilka Peeeks、Pauline Sneismalm、Lasse 著 リーマン、2025 年 10 月 20 日、コミュニケーション 地球と環境。
DOI: 10.1038/s43247-025-02782-4