Крошечные морские микробы, которые производят каждый двадцатый наш вдох, оказались под угрозой из-за потепления океана.
Новое исследование показывает, что дальнейший рост температур может сократить их популяцию вдвое, что поставит под удар всю морскую экосистему.
Исследовательское судно. Фото: Kathy Newer/University of Washington
Самый многочисленный организм в океане, отвечающий за пять процентов всей мировой фотосинтезирующей деятельности, оказался удивительно уязвимым к изменениям климата. Речь идет о микроводоросли Prochlorococcus — цианобактерии, которая является фундаментом морской пищевой цепи и кормит обитателей океана от мельчайших рачков до гигантских китов.
Долгое время ученые полагали, что эти микроорганизмы, плотно заселяющие тропические воды, легко адаптируются к глобальному потеплению. Однако десятилетнее исследование, проведенное международной группой океанологов, опровергает эти оптимистичные прогнозы.
«Долгое время ученые думали, что у Prochlorococcus в будущем всё будет прекрасно, но в самых теплых регионах им приходится не так уж хорошо, а это означает, что остальной морской пищевой цепи достанется меньше углерода — меньше пищи», — заявил Франсуа Рибале, профессор океанографии Вашингтонского университета, руководивший исследованием.
Ученые проанализировали около 800 миллиардов клеток Prochlorococcus, собранных во время почти сотни исследовательских экспедиций. Для точных измерений они использовали потоковый цитометр SeaFlow, который с помощью лазера анализировал тип и размер клеток прямо в морской воде, не нарушая естественной среды микробов.
Результаты показали, что оптимальная температура для размножения Prochlorococcus находится в узком диапазоне между 19 и 29 градусами Цельсия. Как только температура воды превышает 30 градусов, скорость деления клеток резко падает — до одной трети от показателей при оптимальных условиях.
Эволюционная ловушка
Проблема в том, что за миллионы лет эволюции Prochlorococcus идеально приспособился к жизни в бедных питательными веществами тропических водах, «выбросив» ненужные гены и оставив только самое необходимое. Теперь, когда океаны нагреваются беспрецедентными темпами, у микроба нет генетического инструментария, чтобы справиться с тепловым стрессом.
«Их температура “перегрева” оказалась гораздо ниже, чем мы предполагали. Предыдущие модели считали, что клетки продолжат делиться с той скоростью, которую они не могут поддерживать, поскольку у них отсутствует cellularный механизм для coping с тепловым стрессом», — объясняет Рибале.
Согласно климатическим моделям, в ближайшие 75 лет температура в субтропических и тропических водах превысит критический для Prochlorococcus порог. Даже при умеренном сценарии потепления продуктивность этих микробов в тропиках может снизиться на 17 процентов, а при более интенсивном — сократиться наполовину. В глобальном масштабе потери составят 10 и 37 процентов соответственно.
Исчезновение Prochlorococcus не останется незамеченным для экосистемы. Эти микробы не только кормят океан, но и играют ключевую роль в углеродном цикле планеты. Их место потенциально могут занять другие цианобактерии, такие как Synechococcus, но они требуют больше питательных веществ.
«Если Synechococcus захватит лидерство, нет гарантии, что другие организмы смогут взаимодействовать с ним так же, как они взаимодействовали с Prochlorococcus миллионы лет», — предупреждает профессор Рибале.
Ученые отмечают, что ареал обитания Prochlorococcus будет смещаться к полюсам, где вода холоднее. Однако это смещение может иметь драматические последствия для тропических и субтропических экосистем, которые миллионы лет зависели от этих микроскопических производителей пищи и кислорода.
Источник: ecoportal.su
