การใช้กลยุทธ์ที่ไม่เคยได้ยินมาก่อนในทะเล หญ้าทะเลนี้ผลิตสารอาหารที่จำเป็นเช่นเดียวกับถั่วลันเตา
ทุ่งหญ้าของหญ้าทะเลเขียวขจีที่กระจายอยู่ตามพื้นที่ชายฝั่งทะเลทั่วโลกกำลังได้รับการยอมรับว่าเป็นที่อยู่อาศัยทางทะเลที่สำคัญและแหล่งกักเก็บคาร์บอน แต่ก็ยังมีอีกมากที่เราไม่รู้เกี่ยวกับวิธีการที่พืชทะเลเหล่านี้อาศัยอยู่ ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าหญ้าทะเลเช่นเดียวกับพืชทะเลอื่นๆ หลายชนิด ดูดซับสารอาหารที่สำคัญ เช่น ไนโตรเจนโดยตรงจากน้ำทะเลและตะกอนโดยรอบ แต่จากการศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าหญ้าทะเลใช้เทคนิคในการได้รับไนโตรเจนที่แพร่หลายในถั่ว ถั่วลันเตา และพืชตระกูลถั่วอื่นๆ บนบกแต่หาได้ยากยิ่งในมหาสมุทร พวกมันมีความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจน
ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน หญ้าทะเลเนปจูนเติบโตในทุ่งหญ้ากว้างใหญ่ Wiebke Mohr นักจุลชีววิทยาทางทะเลแห่งสถาบัน Max Planck สำหรับจุลชีววิทยาทางทะเลในเมืองเบรเมิน ประเทศเยอรมนี กล่าวว่า สารอาหารแทบไม่มีอยู่เลยในน้ำ “เรารู้ว่ามันต้องมีแหล่งสารอาหารที่แตกต่างกัน” เธอกล่าว
Mohr และเพื่อนร่วมงานของเธอรู้ว่าแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจน ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่เปลี่ยนก๊าซไนโตรเจนเป็นแอมโมเนีย ซึ่งเป็นองค์ประกอบรูปแบบหนึ่งที่พืชสามารถนำไปใช้ได้ จะเกี่ยวข้อง ไม่ทาง ใดก็ทางหนึ่ง ไม่ว่าจะอาศัยอยู่บนพื้นผิวของรากพืชหรือในบริเวณรอบๆ ตะกอน. นั่นคือจุดที่ Mohr และเพื่อนร่วมงานไปตามหาพวกเขา แต่สิ่งที่พวกเขาพบเป็นสิ่งที่ไม่คาดคิด—แบคทีเรีย ใช่แล้ว แต่อาศัยอยู่ภายในรากของพืช ไม่ใช่ภายนอกพวกมัน
ทีมงานได้เริ่มศึกษาแบคทีเรียชนิดใหม่ ซึ่งพวกเขาตั้งชื่อว่าCelerinatantimonas neptunaตามชื่อโฮสต์ของมัน นั่นคือ Neptune seagrass พวกเขาประหลาดใจที่พบว่าความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียกับพืชนั้นคล้ายกันมากกับสิ่งที่เห็นในพืชตระกูลถั่วบนบก แบคทีเรียจะผลิตแอมโมเนียและในทางกลับกัน แบคทีเรียจะได้รับน้ำตาลที่ผลิตโดยหญ้าทะเลสังเคราะห์แสงเพื่อกินและเป็นที่ที่ปลอดภัยสำหรับอาศัยอยู่ภายในรากของหญ้าทะเล
“มันเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจ แต่ก็สมเหตุสมผลดี” Mohr กล่าว “หญ้าทะเลเป็นพืชบกที่อพยพกลับคืนสู่มหาสมุทร”
symbiosis เป็นตัวอย่างของวิวัฒนาการมาบรรจบกัน เมื่อสิ่งมีชีวิตพัฒนาวิธีเดียวกันเพื่อเอาชนะอุปสรรคอย่างอิสระ
เช่นเดียวกับบรรพบุรุษของพืชตระกูลถั่วที่นำแบคทีเรียในดินมาเลี้ยงในดินที่มีไนโตรเจนต่ำ บรรพบุรุษของหญ้าทะเลก็รับเอาแบคทีเรียในทะเลเมื่อพวกมันย้ายเข้าไปอยู่ในมหาสมุทร ซึ่งสามารถช่วยให้พวกเขาเอาชนะการขาดไนโตรเจนในสภาพแวดล้อมใหม่ได้
Mohr กล่าวว่า “กลุ่มพืชที่ไม่เกี่ยวข้องสองกลุ่มแก้ปัญหาเดียวกันได้ในลักษณะเดียวกัน โดยใช้แบคทีเรียต่างกัน นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างพืชและแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนนั้นเก่าแก่กว่าที่เราคิดไว้มาก กล่าวคือ พืชตระกูลถั่วมีวิวัฒนาการเมื่อ 60 ล้านปีก่อน ในขณะที่หญ้าทะเลเกิดขึ้นเมื่อ 100 ล้านปีก่อน
Benjamin Jones หนึ่งในผู้ก่อตั้งโครงการการกุศลเพื่อสิ่งแวดล้อม Seagrass กล่าวว่าการมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับชีววิทยาของหญ้าทะเลจะช่วยป้องกันและฟื้นฟู “ถ้าเรารู้ว่าพวกมันจัดการอย่างไรในสภาพแวดล้อมที่มีไนโตรเจนต่ำ เราสามารถกู้คืนพวกมันในที่ที่เราไม่เคยคิดว่าจะเป็นไปได้มาก่อน” เขากล่าว “มันเป็นวิธีใหม่ในการพิจารณาว่าจะวางมันไว้ที่ไหน”
