Морские водоросли более устойчивы к изменению климата, чем считалось ранее

Международная группа ученых обнаружила, что такой механизм, как пластичность поглощения питательных веществ, поможет морским водорослям адаптироваться к новым условиям, которые могут возникнуть в будущем в ответ на глобальное потепление верхних слоев океана, сообщает Институт фундаментальных наук Южной Кореи. Выводы ученых представлены в журнале Science Advances.

Фитопланктон — это крошечные водоросли, которые дрейфуют на поверхности океана и составляют основу морской пищевой сети. Во время фотосинтеза эти водоросли поглощают питательные вещества (например, фосфаты, нитраты) и растворенный углекислый газ и выделяют кислород, который составляет около 50% кислорода, которым мы дышим. 

Глобальное потепление влияет на верхние слои океана больше, чем на глубокие слои. Предыдущие исследования показали, что ожидаемое в будущем истощение питательных веществ у поверхности приведет к существенному сокращению производства фитопланктона в океане. Это, в свою очередь, станет большим ударом как для морских экосистем, так и для климата.

Но, согласно новому исследованию, этого может не произойти. Новый анализ данных о фитопланктоне верхних слоев океана в рамках программы Hawai'i Ocean Time-series показывает, что количество  фитопланктона может поддерживаться даже в условиях сильного истощения питательных веществ. «В таких условиях отдельные клетки фитопланктона могут замещать фосфор серой. На уровне сообщества можно увидеть дальнейшие сдвиги в сторону таксонов, которым требуется меньше фосфора», — говорит Дэвид Карл (David Karl), профессор океанографии Гавайского университета.

«Остаться на плаву» в новых климатических условиях фитопланктону может помочь метаболическая особенность – так называемая пластичность поглощения питательных веществ. Она подтверждается исследованиями, которые показывают, что в субтропических регионах, где концентрация питательных веществ в поверхностных водах низка, водоросли поглощают меньше фосфора на количество углерода, хранящегося в их клетках, по сравнению со средним глобальным показателем.

В этой работе команда провела серию симуляций климатической модели с помощью алгоритма Community Earth System (версия 2, CESM2) на суперкомпьютере Aleph. Не учитывая пластичность фитопланктона, модель показывает, что глобально количество фитопланктона снизится примерно на 8%. Если же включить параметр пластичности, то результаты показывают обратное: количество фитопланктона на глобальном уровне увеличится до 5% до конца этого века. А на региональном уровне этот показатель может достигать 200% в субтропических регионах. Благодаря этому океан также сможет поглощать больше углекислого газа из атмосферы и в конечном итоге улавливать его под поверхностью океана.

[Фото: INSTITUTE FOR BASIC SCIENCE]