Отступление ледников в холодных высокогорных экосистемах обнажает среду, которая чрезвычайно чувствительна к поступлению фосфора, показывают новые исследования, проведенные Университетом Колорадо в Боулдере. Открытие переворачивает прежние экологические предположения, помогает ученым понять реакцию растений и микробов на изменение климата и может расширить понимание учеными пределов жизни на Земле.
Исследование, недавно опубликованное в журнале Science Advances, показало, что даже в гористой местности на высоте более 17 000 футов над уровнем моря, где почвы промерзают каждую ночь в году, добавление фосфора приводит к быстрому росту растений и фотосинтезирующих микробов, что позволяет им преодолевать холодный засушливый климат.
«Жизнь более изобретательна, чем мы могли подозревать ранее», - сказал Стивен Шмидт, профессор кафедры экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Боулдере (EBIO) и соавтор исследования. «Фосфор позволяет микробам быстро реагировать и расти в этих местах».
Азот и фосфор являются важными питательными веществами для растительности и микробов, но растения медленнее восстанавливаются в сухих высокогорных местах, чем во влажных районах с умеренным климатом. Основываясь на классических экспериментах, исследователи подозревали, что эта вялая регенерация была в первую очередь связана с суровым климатом и относительным недостатком азота, что ограничивало потенциал органической жизни.
«Всегда считалось, что азот наиболее важен для этих вновь открытых почв», - сказал Джон Дарси, научный сотрудник Гавайского университета, соавтор исследования, работавший в Калифорнийском университете в Боулдере. «Но предыдущие исследования были сосредоточены на прибрежных и островных ландшафтах. Никто раньше не смотрел на эти холодные, сухие высокогорные системы».
Исследователи из Калифорнийского университета в Боулдере, Университета Дьюка, Университета Монтаны и Университета Миннесоты использовали полевые данные за шесть лет в засушливых районах центральной Аляски и Анд на юге Перу. Обе области испытали значительное отступление ледников в последние десятилетия из-за изменения климата.
Послеледниковые ландшафты остаются в значительной степени лишенными растительности до 150 лет, оставляя после себя просторы потенциально нестабильных озер и земель, которые могут привести к наводнениям, оползням и потенциальной нехватке воды.
Ранее недооцениваемая важность фосфора для растительности и микробов добавляет новый контекст к давним экологическим теориям и может дать информацию будущим астробиологическим исследованиям, а также дальнейшим исследованиям загрязнения сельскохозяйственных стоков.
«Мы расширяем границы того, что мы знаем о пределах жизни на Земле», - сказал Шмидт.
Дополнительными соавторами исследования являются Джоуи Кнелман из Института арктических и альпийских исследований Калифорнийского университета в Боулдере (INSTAAR); Кори Кливленд из Университета Монтаны; Сара Кастл из Миннесотского университета; и Дайана Немергут из Университета Дьюка. Национальный научный фонд и Национальное географическое общество предоставили финансирование для исследования.