Fisk indtager havvand og udskiller det senere som finkornede carbonater, der nu er kendt for at udgøre en betydelig del af bundbundets sedimenter.
I februar 2011 annoncerede et team af videnskabsfolk fra Storbritannien og USA, at der skabes en betydelig del af bundbundets sediment i tarmen hos fisk.
De siger, at finkornede carbonater, der udskilles af fisk i en meget høj hastighed, dannes af havvand indtaget af fiskene og ikke fra deres mad. Disse fund kan ændre måden, som geologer forsøger at forstå forholdene under Jordens geologiske og klimatiske fortid, registreret i gamle karbonataflejringer som kalksten og kridt.
Værket blev offentliggjort den 21. februar i Forløb fra National Academy of Sciences. Ledende forfatter Chris Perry, en marin geovidenskabsmand ved Manchester Metropolitan University, sagde i en pressemeddelelse:
Anerkendelsen af, at fisk kan fungere som store producenter af carbonat i havmiljøer, vil være en uventet del af en stor del af havforskningsfællesskabet. I betragtning af hvor meget karbonat disse fisk kan producere, har fundene også klart store konsekvenser for vores forståelse af forskellige kilder og dræn af carbonatsediment i verdenshavene, og nogle spændende implikationer for at forstå, hvor meget af mudderet i kalksten og kridt kan komme fra.
Kugleformet carbonatkrystall udfældes, set under et mikroskop, fra sølv-jenny (Eucinostomus gula). Billedkredit: Chris Perry, et. al
Finkornede karbonater fundet i marint sediment var tidligere antaget at udfældes ud af havvand eller skyldes opløsning af marine hvirvelløse skeletter som koraller og skaller. Men forskere har også længe vidst, at havfiskaffald omfattede finkornede carbonater. Hvordan så det ud, og hvor meget af det blev produceret? Forskerne i denne undersøgelse besluttede at søge efter de mikroskopiske fiskudskillede karbonater på Bahamas, et område berømt for sit smukke hvide karbonatsand og lavt tropiske farvande, der er fyldt med liv.
Først skulle de undersøge de finkornede carbonater, der findes i fækale pellets fra elleve forskellige fiskearter. Medlemmer af hver fiskeart blev samlet og holdt i tanke i et tidsrum for at bestemme mængden af fækale pellets, de producerede. Derefter analyserede forskerne carbonatkrystaller ekstraheret fra de frisk deponerede fækale pellets. De opdagede, at forskellige fiskearter producerede forskellige slags carbonatkrystaller; de fleste af de individuelle krystaller var ikke større end 30 mikrometer (0,0011 tommer, ca. 1/3 tykkelsen af et stykke papir). Inden for variationerne i form og størrelse af carbonatkrystallerne var de mest almindeligt fundne morfologier ellipsoide, halmbundt-, dumbbell- og sfærisk-formede carbonatkrystaller.
En skole med skolemesterfisk (Lutjanes apodus) i en labtank. Hvide karbonatpiller har lagt sig på bunden af tanke. Billedkredit: Chris Perry, et. al
Skolemester fisk (Lutjanus apodus) udskiller tætpakket mikroskopisk ellipsoidal carbonatkrystaller. Billedkredit: Chris Perry, et. al
Det næste spørgsmål var, hvor meget af karbonaterne i bundbunden, der blev produceret af fisk? Forskerne målte mængden af carbonater, der findes i fækalpillerne til fiskearter i forskellige størrelser. De brugte disse basislinjemålinger sammen med et skøn over den samlede fiskebestand på baggrund af undersøgelser foretaget af andre havbiologer for at konkludere, at fisk fra den Bahamiske øgruppe bidrog med ca. 6 millioner kilogram (over 13.000.000 kg) carbonater hvert år. Distributionen af disse fiskeafledte carbonatkrystaller varierede efter habitat med de højeste koncentrationer, der findes i rev og mangrovesvampe, hvor fiskebestanden var størst.
Med hensyn til den samlede produktion af carbonat-mudder - alle kilder til carbonater, inklusive kalkholdige alger og uorganisk calciumcarbonatudfældning fra saltvand - bidrog fisken i gennemsnit ca. 14 procent af den årlige produktion af carbonat-mudder over Bahamas. Koncentrationerne varierede med levesteder, der spænder fra mindre end en procent i søgræs og algeeng til ca. 70 procent i mangrovesvampe.
En prøve fra gulfin mojarra (Gerrus cinereus), som det ses under et mikroskop, der viser uregelmæssigt formede carbonatkrystaller. Billedkredit: Chris Perry, et. al
Bevis for, at fisk spiller en vigtig rolle i at genopfylde karbonater i havets sediment har fascinerende følger for at forstå Jordens fortid. Dr. Rod Wilson, en fiskebiolog ved University of Exeter, sagde i samme pressemeddelelse:
Et indlysende område med fremtidig undersøgelse på dette område vedrører den geologiske registrering og især denne proces rolle i perioder af jordens historie, hvor havkemi var meget forskellige og temperaturer betydeligt varmere. For eksempel har en foreløbig undersøgelse anslået produktion af fiskekarbonat under kridte havvandforhold, tiden (for 146-65 millioner år siden), hvor store masser af kridt blev deponeret (berømt inklusive de hvide klipper af Dover).
Selv om disse undersøgelser i deres tidlige stadier antyder massive stigninger i produktionen af dette carbonat af fisk i denne gamle tid. Måske har fisk været en vigtig bidragyder til disse ikoniske carbonataflejringer ud over de bedre kendte mikrofossiler af afskallede organismer. Vi er dog endnu ikke på udkig efter direkte bevis for dette usædvanlige bidrag fra fisk, og vi søger i øjeblikket forskningsfonde til at hjælpe med at besvare dette spændende spørgsmål.
Det er usikkert, i hvilken udstrækning disse fiskeafledte carbonatkrystaller vil påvirke fremtidige klimatiske forhold. Stigende havtemperaturer kan øge fiskebestanden og dermed øge mængden af carbonater i havets sediment. Men stigende surhedsgrad i havet fra kuldioxid kan få flere carbonater til at opløse, hvilket påvirker dyr, der er afhængige af carbonater, negativt.
Opdagelsen af, at fisk bidrager med op til 14 procent af carbonater i marine sedimenter på Bahamas, kaster et nyt lys på, hvordan havøkosystemer fungerer. De finkornede organiske krystaller, der udskilles af fisken, har former og størrelser, der varierer efter art. De fleste aflejringer findes i områder med stor tæthed af fiskebestande, som korallrev og mangrovesvampe. Denne opdagelse har også konsekvenser for forståelsen af den geologiske og klimatiske historie på vores planet som registreret i aflejringer af kalksten og kridt. Og det åbner nye spørgsmål om fiskens rolle i marine økosystemer og deres indflydelse på klimaændringer.