De lever af det usynlige lys

Den gemmer sig i mørke og lader andre nyde godt af lyset, men cyanobakterien Acaryochloris marina er nu dukket op til overskrifterne i det ansete tidsskrift Nature. En international forskergruppe ledet af professor Michael Kühl fra Biologisk Institut har som de første beskrevet denne unikke bakteries levested og resultaterne viser at der kan foregå fotosyntese i en række hidtil upåagtede miljøer.

To enestående cyanobakterier er associeret med søpunge på koralrev. Billedet viser et vertikalt snit igennem en ca. 1 cm tyk søpung af arten Lissoclinum patella. Den grønne cyanobakterie Prochloron indeholder klorofyl a og b og lever i symbiose inde i søpungens hvidlige væv, hvor den laver fotosyntese med synligt lys. Under søpungen vokser forskellige andre cyanobakterier i en rødlig biofilm, heriblandt Acryochloris marina som indeholder klorofyl d, hvilket sætter den i stand til at udnytte infrarødt lys.

Fotosyntetiserende cyanobakterier, alger og højere planter danner grundlaget for livet på Jorden ved at udnytte lysenergi til produktion af ny biomasse og ilt. Indtil nu har det været lærebogsstof at fotosyntesen foregår i miljøer med synligt lys og at farvestoffet klorofyl a altid spiller en central rolle i processen. Men nu må lærebøgerne skrives om for forskergruppen har vist at Acaryochloris marina lever i et miljø, hvor den laver fotosyntese (og ilt) på basis af infrarødt lys. Den kan så at sige leve i mørke.

Hemmeligheden bag Acaryochloris marina's overlevelse er at den, som den eneste kendte organisme, har udskiftet klorofyl a med klorofyl d. Dette farvestof gør Acaryochloris marina i stand til at opfange og lave fotosyntese med infrarødt lys. Selv om klorofyl d blev opdaget allerede i 1943, lykkedes det først i 1996, ved en tilfældighed, at isolere en organisme, som indeholdt klorofyl d og forskergruppens arbejde har nu givet det første indblik i organismens levested og biologi.

Man har tidligere troet at bakterien for at overleve måtte leve i symbiose med dyr (såkaldte søpunge) der findes på koraller og andre overflader i lavvandede tropiske og subtropiske havområder. Det viser sig nu at Acaryochloris marina pga sin enestående pigmentering er i stand til at leve frit på undersiden af dyrene under et tæt lag af andre cyanobakterier som fjerner det synlige lys men slipper infrarødt lys igennem.

Forskergruppens resultater kan også forklare nylige fund af Acaryochloris marina på undersiden af rødalger og i en næringsrig saltsø, og organismer med klorofyl d er formodentlig meget mere udbredte end hidtil antaget. Opdagelsen af den nye livsniche for fotosyntetiserende organismer kan lede forskerne på sporet af klorofyl d-holdige organismer i andre miljøer med lignende lysforhold, og forskerne er nu på jagt efter sådanne organismer.

Kontaktperson:
Professor Michael Kühl

Referencer:
Kühl, M., Chen, M., Scheiber, U., Ralph, P. J., og Larkum, A. W. D. (2005) A niche for cyanobacteria containing chlorophyll d. Nature 433, 820.