Bakterier som landskabsarkitekter


En udhulet sandstensklippe i Golden Gate Highlands National Park, Sydafrika. Hele klippevæggen er koloniseret af cyanobakterier, som langsom nedbryder sandstenen så kraftig vind og nedbør kan erodere klippen. Fotograf: Burkhard Büdel.

En international forskergruppe med dansk deltagelse har vist, at cyanobakterier som lever i sandsten kan starte en nedbrydningsproces, der årligt kan fjerne op til flere tons sten per hektar. Fænomenet er vidt udbredt i mange ørken- og savanneområder og forskerne skønner at erosionsprocessen kan fjerne omkring 1-2 tons sandsten per hektar om året på en række undersøgte lokaliteter i Sydafrika.


Mikroskopiske cyanobakterier af slægten Chroococcidiopsis vokser som et grønt bånd nogle få mm under overfladen af sandsten (her fra Langjan Nature Reserve, Sydafrika). Fotograf: Burkhard Büdel.

Cyanobakterier (som tidligere blev kaldt blågrønalger) sætter sig i revner og sprækker i sandsten, hvor de udfører fotosyntese i et snævert grønt bånd nogle mm under sandstenens overflade. Om dagen udnytter cyanobakterierne sollyset til at danne kemisk energi i cellerne, samt optage kuldioxid og næringssalte fra omgivelserne. Som led i denne proces spaltes vand, og der dannes ilt. Cyanobakteriernes optagelse af kuldioxid gør deres omgivelser mere basisk. Forskerne har målt ekstremt basiske pH værdier på omkring pH 10-11 i cyanobakteriernes omgivelser, svarende til pH værdien i vaskepulver. Om dagen kan forholdene i zonen med cyanobakterier derfor blive så basiske at sandstenen begynder at gå i opløsning.


Cyanobakterier vokser som et grønt lag i sandsten (her fra Langjan Nature Reserve, Sydafrika). Bakteriernes metabolisme får sandstenen til at gå i opløsning, hvorefter den skaller af i flager, der har en grøn underside. Fotograf: Burkhard Büdel.

Over tid nedbrydes sandstenen i det lag hvor bakterierne vokser og når dette sker kan kraftig vind og nedbør få stenoverfladen til at skalle af i store flager. Herefter kan cyanobakterierne igen kolonisere og nedbryde sandstenen som derved langsomt udhules. På denne måde kan nogle af verdens mindste organismer ændre hele bjergformationers udseende over store områder - bakterierne er landskabsarkitekter.

Kontaktperson:
Professor Michael Kühl

Reference:
Büdel, B., Weber, B., Kühl, M., Pfanz, H., Sültemeyer, D., og Wessels, D. (2004) Reshaping of sandstone surfaces by cryptoendolithic cyanobacteria: bioalkalization causes chemical weathering in arid landscapes. Geobiology 2, 261-268.