For et år siden blev de første resultater bragt i Science, for to uger siden fulgte Nature op med nye fund, og nu er turen kommet til det nationale amerikanske videnskabelige akademis anskrevne magasin PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States), som bringer historien om, at bestemte nitrit-iltende bakterier spiller en nøglerolle i det globale kvælstofkredsløb.
Forklaringen er ifølge professor Per Halkjær Nielsen, som leder Center for Microbial Communities (CMC) ved Institut for Kemi og Biovidenskab, at gruppen i Aalborg er med i inderkredsen på et stærkt internationalt hold af forskere, som med nye studier helt har ændret vores opfattelse af kvælstofkredsløbet overalt i naturen. Tidligere er det blevet betragtet som relativt simpelt og velbeskrevet, men de nye resultater har ét efter ét været med til at vende op og ned på det gamle billede. Omverdenens interesse forstærkes af, at den nye viden også har betydning for diskussionen om gødningsstoffer i landbrugsjord, nitrat i grund- og drikkevand og rensning af nitrat i spildevand.
Alsidige bakterier i tæt samspil
Aktuelt er det Per Halkjær Nielsen selv og postdoc Mads Albertsen, som i et team ledet af Dr. Holger Daims fra Wiens Universitet har fundet ud af, at den mest udbredte gruppe af nitrit-iltende bakterier på jorden, Nitrospira, er langt mere alsidige i deres levevis end hidtil antaget, og at de i nogle situationer indgår i symbioselignede forhold til andre bakterier.
Kvælstoffiksering, hvor kvælstof fra luften optages og omsættes til ammonium og nitrat, er afgørende for det globale kvælstofkredsløb, da stofferne indgår som vigtige gødningsstoffer overalt på jorden, fx i havet og i landbrugsjord.
- Omdannelse af ammonium til nitrat foregår via to grupper af bakterier, de ammonium-iltende bakterier og de nitrit-iltende bakterier - især Nitrospira. Nu har vi fundet ud af, at Nitrospira, som ikke kan ilte ammonium, i stedet kan omsætte andre stoffer, bl.a. urinstof, til ammonium, som de ammonium-iltende bakterier derefter bruger som substrat og ilter til nitrit. De ammonium-iltende bakterier kan ikke ilte urinstof og er derfor afhængige af Nitrospira for at få dette substrat omsat til ammonium – og producerer som tak nitrit, som Nitrospira lever af, forklarer postdoc Mads Albertsen.
Ifølge professor Per Halkjær Nielsen har forskerne i Aalborg lavet en række undersøgelser af bakteriernes genomer, som har banet vejen for opdagelserne.
- Vi ser et hidtil ukendt symbioselignende forhold mellem disse meget almindelige bakteriegrupper i naturen. Vi fandt også ud af, at Nitrospira under visse omstændigheder kan omdanne nitrat til frit kvælstof, også kaldet denitrifikation. Det sker, når der er mangel på ilt, og det vidner om en uventet alsidig levevis, siger Per Halkjær Nielsen.
Yderligere oplysninger
- Artiklen i PNAS: Expanded metabolic versatility of ubiquitous nitrite-oxidizing bacteria from the genus Nitrospira.
- Tidligere artikel i Nature: Cyanate as energy source for nitrifiers (også omtalt på aau.dk).
- Tidligere artikel i Science: Growth of nitrite-oxidizing bacteria by aerobic hydrogen oxidation (omtalt på aau.dk).
- Download foto.
Kontakt
- Postdoc Mads Albertsen, Institut for Kemi og Biovidenskab, tlf. 2293 2191.
- Professor Per Halkjær Nielsen, Institut for Kemi og Biovidenskab, leder af Center for Mikrobielle Samfund (CMC), tlf. 2173 5089.
- Videnskabsjournalist Carsten Nielsen, AAU, tlf. 2340 6554.