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Steigende Nitrit-Konzentrationen bedrohen die marinen Nahrungsnetze
Steigende Wassertemperaturen können weltweit zu höheren Nitrit-Konzentrationen in marinen Ökosystemen führen, die die Nahrungsnetze der Ozeane empfindlich stören, so das Ergebnis einer neuen Studie
Nitrit entsteht, wenn Mikroorganismen Ammonium aus Abfallprodukten aus Düngemitteln, behandeltem Abwasser und tierischen Abfällen aufnehmen. Wenn es übermäßiges Nitrit in der Umwelt gibt, sind einzellige Pflanzen, die in der Meeresumwelt leben, betroffen. Dies kann sich später auf die Tiere auswirken, die sich von ihnen ernähren. Weitere Folgen können toxische Algenblüten und toten Zonen im Meer sein. So das Ergebnis einer Studie, die kürzlich in der Zeitschrift Environmental Science and Technology veröffentlicht wurde.
"Steigende Ozeantemperaturen verändern die Art und Weise, wie die Küstenökosysteme - und wahrscheinlich auch die terrestrischen Ökosysteme - den Stickstoff verarbeiten", so Koautor James Hollibaugh, Meereswissenschaftler am Franklin College of Arts and Sciences der Universität Georgia. Er fügt hinzu, dass ein Großteil des globalen Stickstoffzyklus in den Küstenzonen auftritt.
Bei der Auswertung ihrer Daten, die im Laufe von acht Jahren gesammelt wurden, entdeckten Hollibaugh und Sylvia Schaefer Nitrit-Spitzenkonzentrationen und eine erhebliche Zunahme der Mikroorganismen in den Küstengewässern von Sapelo Island, Georgia (USA) im Hochsommer. Die meisten Forscher glauben, dass diese Nitrit-Akkumulation auf Sauerstoffmangel zurückzuführen ist, aber sowohl Hollibaugh als auch Schäfer denken, dass mehr dahinter steckt.
"Das Paradigma, das gelehrt wurde, als ich in der Schule war, war, dass Hypoxie oder Sauerstoffmangel zu hohen Nitrit-Konzentrationen führt. Aber an der Küste von Georgia tritt kein Sauerstoffmangel auf. Es passt einfach nicht", so Hollibaugh.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass einzellige Organismen namens Thaumarchaea bei höheren Temperaturen mehr Nitrit produzieren. Laut Schaefer sind die an dem Prozess beteiligten Mikroorganismen sehr tolerant gegenüber niedrigen Sauerstoffgehalten: "Typischerweise arbeiten zwei Gruppen von Mikroorganismen sehr eng miteinander zusammen, um Ammonium in Nitrat umzuwandeln, so dass sich Nitrit nicht wirklich ansammelt. Aber wir fanden, dass die Aktivität dieser beiden Gruppen infolge der erhöhten Wassertemperaturen entkoppelt wurde."
Umweltdaten von anderen Standorten in den USA, Frankreich und Bermuda bestätigten den Zusammenhang von höheren Wassertemperaturen und erhöhten Nitrit-Konzentrationen.
Die Erkenntnisse der Wissenschaftler sind auch für die Landwirtschaft von Bedeutung. "Der gleiche Vorgang findet bei der Düngung des Bodens für landwirtschaftliche Zwecke statt. Es geht um den effizienten Einsatz von Dünger. Eine große Menge des eingesetzten Düngers wird letztlich im Waser landen und kann dort zu Algenblüten führen, die andere Arten ersticken", so Hollibaugh.
Als Ergebnis der Nitrit-Akkumulation wird mehr Stickoxid - ein Treibhausgas - erzeugt, das anschließend zu höheren Temperaturen führt und dies wiederum zu mehr Nitrit-Akkumulation. So entsteht eine positive Rückkopplung.
Hollibaugh fasst zusammen: "Die Informationen aus Monitoring-Programmen, wie die, die wir verwendet haben, um Temperatur- und Nitrit-Daten zu analysieren, können nicht nur dazu genutzt werden, Prognosen zu erstellen, was passieren wird, sondern können auch zur Entwicklung möglicher Lösungen des Problems. Das Sammeln von Umweltdaten ist wichtig für eine weise Verwaltung unserer Ressourcen."