В будущем воды Мирового океана станут теплее, что может значительно изменить распределение в океане популяции фитопланктона – крошечных организмов, способных оказать сильное влияние на глобальное изменение климата
Бесчисленный фитопланктон, дрейфующий в море. Фото с сайта noaa.gov
Исследователи опубликовали свою работу в журнале Science Express. Результаты исследования показывают, что к концу XXI века потепление океанов приведет к тому, что популяция этих морских микроорганизмов переместится: она будет развиваться около полюсов и сокращаться в экваториальных водах.
«Мы предсказываем 40-процентное снижение потенциальных разновидностей, количества пород фитопланктона в тропических регионах Мирового океана, – говорит биолог из Университета штата Мичиган (MSU) и соавтор статьи Мридул Томас. – Если океаны продолжат нагреваться и, согласно предсказаниям, будет острое снижение популяции фитопланктона в тропических водах, организмы будут перемещаться по направлению к полюсу. Произойдет изменение в тепловых нишах, если разновидности приспособятся. Хотя это еще не доказано».
Томас работал над данным исследованием с учеными Колином Кремером, Еленой Личман и Кристофером Клосмайером, которые также работают в MSU.
«Наше исследование – существенный вклад в предсказание продуктивности планктона и структуры сообщества этих организмов в океанах будущего, – говорит Дэвид Гаррисон, директор программы в отделении Национального научного фонда океанских наук, которое финансировало исследование вместе с отделением экологической биологии. – Работа обращается к вопросу того, как разновидности фитопланктона отвечают на изменяющуюся окружающую среду, и на действительно трудный вопрос – возможна ли адаптация видов к этим изменениям».
Так как фитопланктон играет ключевую роль в регулировании атмосферных уровней углекислого газа, следовательно, он оказывает сильное влияние на мировой климат, говорят ученые из MSU. Изменение в рамках этого организма может вызвать дальнейшее изменение климата.
«Цветы» фитопланктона недалеко от берегов Новой Зеландии. Фото с сайта nasa.gov
Фитопланктон и климат Земли неразрывно переплетены
«Результаты последнего исследования позволят ученым сделать предсказания о том, как глобальное потепление повлияет на перемещение распределения разновидностей фитопланктона и то, как это отразится на популяции сообщества в Мировом океане, – говорит директор программы в Отделении экологической биологии Национального научного фонда Алан Тессир. – Они показывают ценность соединения экологии и эволюции в предсказании биореакции разновидностей».
Фитопланктон отличается тем, что он способен производить фотосинтез. Микроорганизмы используют свет, углекислый газ и питательные вещества для своего роста. Хотя фитопланктонные организмы маленькие, они обитают в каждом океане, потребляя приблизительно половину углекислого газа, испускаемого в атмосферу.
Изображения планктона (диатомовых водорослей) среди кристаллов морского льда в МакМардо Саунд (Антарктида). Фото с сайта noaa.gov
Когда они умирают, они погружаются на дно океана, откладывая углерод в осадок, где он как бы заперт в ловушке, и может там храниться в течение длительных промежутков времени.
Температура воды сильно влияет на темпы роста организма. Фитопланктон в более теплых экваториальных водах растет значительно быстрее, чем его кузены из холодных вод.
Учитывая то, что ученые предсказывают повышение средних мировых температур в течение следующего столетия, важно выяснить, как на это будут реагировать разные разновидности фитопланктона, говорят ученые. В ходе экспериментов удалось установить, что фитопланктон способен приспосабливаться к температурам. Однако, основываясь на моделях изменения океанских температур в будущем, ученые считают, что многие виды фитопланктона не смогут приспособиться достаточно быстро.
Потепление океанских вод может значительно ограничить рост и разнообразие видов этих организмов, что может иметь далеко идущие последствия для глобального углеродистого цикла.
«Будущие компьютерные модели, предсказывающие генетическую изменчивость в пределах разновидностей, позволят нам определить, способны ли отдельные разновидности приспособиться, – говорит Клосмайер, – или же они подвергнутся исчезновению».