Bakterierna i sedimenten har tidigare betraktats främst som katalysatorer, som bryter ner organiskt material när det sjunker till botten. Men nu har forskare upptäckt att de också är ett förråd för fosfor; det är i bakterierna som en stor del av den aktiva organiskt bundna fosforn i sedimenten finns.

 – Det här är ett nytt sätt att se på bakterierna, som kan ha stor betydelse för vår förståelse för dynamiken i Östersjön och vad vi kan göra för att situationen när det gäller övergödningen ska kunna förbättras, säger Emil Rydin som är forskare vid Stockholms universitets Östersjöcentrum och försteförfattare till studien.

Emil Rydin, Stockholms universitets Östersjöcentrum. Foto: Lisa Bergqvist

Analys av DNA och lipider berättar om bakterierna

Med en ny analysmetod har forskarna undersökt sedimentprover tagna i Egentliga Östersjön, som är kraftigt påverkat av övergödning och syrebrist, och jämfört dem med prover tagna i norra Östersjön, där bottnarna är syresatta och det finns gott om bottenlevande djur som rör om i sedimenten. Genom att mäta hur stor del av fosforn i sedimenten som är bunden till DNA respektive till fosfolipider, som finns i cellmembran, har de fått en bild av hur livskraftigt bakteriesamhället är och hur mycket fosfor som finns bundet i bakterier.

 – I norra Östersjön där bottnarna är syresatta och bottendjuren för ner organiskt material i sedimenten tycks det finnas ett aktivt bakteriesamhälle som binder mycket fosfor. I områdena med syrebrist verkar de bakterierna däremot svälta och återfinns bara i det allra översta sedimentlagret, berättar Emil Rydin.

I en syresatt miljö där bottenlevande djur blandar om sedimenten finns ett frodigt bakteriesamhälle som binder fosfor.

I en syrefri miljö trivs inte bottendjuren och bakteriesamhället svälter, vilket gör att mer fosfor återförs till vattnet.

Brist på bakterier leder till läckage av fosfor

Ett resultat av bristen på bakterier är att större del av den fosfor som bryts ner vid bottnarna återförs till vattnet, där den kan bidra till mer övergödning.
 – Vi känner sedan tidigare att till järn inte kan binda fosfor i sedimenten när de blir syrefria, vilket gör att mer fosfor återförs till vattnet. Det här tycks vara en parallell till det; övergödningen leder till syrebrist som gör att de fosforbindande bakterierna minskar och att mer fosfor avges till vattnet. Det blir en ond cirkel som är svår att bryta, säger Emil Rydin.

Övergödningen kan leda till en ond cirkel där sedimenten binder mindre fosfor, varvid mer återförs till vattnet och bidrar till fortsatt övergödning.

Bottentrålning kan påverka fosforomsättningen

Insikten om att bakterierna har en sådan central roll för fosforomsättningen kan förbättra möjligheterna att bedöma när fosfor kommer att frigöras från sedimenten till vattnet, vilket kan påverka beräkningarna av hur övergödningen i Östersjön kommer att utvecklas. Men den gör också det viktigt att skydda de bottenlevande djuren, som är en förutsättning för ett aktivt bakteriesamhälle, från annan påverkan till exempel från bottentrålning.

 – Det är viktigt att de bottenlevande djuren som rör om i sedimenten finns kvar. De slås ut av syrebrist, men tar också skada av bottentrålning, som alltså kan vara negativt för fosforbindningen i bottnarna och därmed för övergödningen, säger Emil Rydin.

Text och illustration: Lisa Bergqvist

Läs studien här:

Contrasting distribution and speciation of sedimentary organic phosphorus among different basins of the Baltic Sea