Ученые впервые отследили, сколько энергии растений и животных на поверхности открытого океана выживает, когда частицы падают на морское дно более чем на две мили ниже, где, по их словам, с нетерпением ждет удивительно крепкая экосистема.
Новое исследование, опубликованное на этой неделе в Nature Communications, показывает, как мало энергии выживает. Большая часть его теряется в верхних слоях воды из-за бактерий, которые очищают любые твердые частицы в поисках пищи. Но некоторые диатомовые водоросли - особый тип одноклеточных водорослей - настолько тяжелы, что после смерти тонут, как пресловутая скала, достигая морского дна до того, как бактерии успевают выщелачивать все питательные вещества и энергию.
Эти мертвые, но богатые диатомовые водоросли прибывают на дно океана с большей частью своего запаса энергии нетронутыми и образуют пищевую сеть, в которую входят трубчатые черви, мелкие крабы и другие мелкие организмы, живущие в режиме «пир или голод». существование.
«Диатомовые водоросли составляют лишь от 3% до 5% фитопланктона на поверхности, но обеспечивают большую часть энергии, которая попадает на дно океана», - отметил Рикардо Летелье, морской эколог из Орегонского государственного университета и соавтор. автор исследования. «Эти крупные диатомовые водоросли имеют кремнеземную оболочку, которая делает их тяжелыми и позволяет им тонуть до того, как они истощатся.
"Энергия может быть забавной вещью. Вы можете съесть пончик или кусок угля, и они оба могут содержать примерно одинаковое количество углерода. Но вы не можете получить много энергии, поедая уголь. Мы обычно измеряют количество углерода в организмах, а не количество энергии, которую они обеспечивают. Это исследование является одним из первых, посвященных энергии, и результаты поразительны."
Несколько лет назад исследователи, сосредоточившие свое внимание на субтропическом круговороте северной части Тихого океана, обнаружили еще один аспект, который способствует существованию организмов на дне океана по принципу «пир или голод». В последние две недели августа наблюдается огромный пик производства диатомовых водорослей, что создает резкий всплеск производства продуктов питания для этой среды.
«Вы можете настроить свой календарь по этому поводу - последние две недели августа - это сезон диатомовых водорослей», - сказал Летелье. «Организмы, живущие на глубине двух с лишним миль под поверхностью, могут питаться в течение короткого периода времени, а затем им приходится выживать на небольшом количестве пищи до конца года. К счастью, это холодная водная среда, и поэтому у них низкий метаболизм, поэтому им, вероятно, не нужно много».
Исследование важно, потому что нет полного понимания того, как океан удовлетворяет энергетические потребности всех живущих в нем организмов. Производство фитопланктона на поверхности является огромным источником, но все еще остается неясным, насколько он близок к поставке всей энергии, необходимой для поддержания всей жизни, наблюдаемой в глубоких районах океана. Другие источники включают гидротермальные источники, выбросы метана, этан и различные атмосферные и наземные источники углерода.
«Мы все еще очень далеки от того, чтобы достичь полного понимания уровня потребностей и источников энергии», - сказал Летелье.
Исследование было поддержано Национальным научным фондом, Фондом Гордона и Бетти Мур и Коллаборацией Саймонса по океаническим процессам и экологии.