Они составляют основу арктической пищевой сети и чрезвычайно устойчивы: даже когда вода становится более кислой, а доступный свет или температура меняются, различные сообщества фитопланктона в Арктике демонстрируют неуменьшаемую продуктивность и биоразнообразие. Это был основной вывод, представленный в исследовании исследователей из Института Альфреда Вегенера, которое они совместно со своими канадскими коллегами опубликовали в Интернете в журнале Nature Climate Change. Тем не менее, вопрос о том, сможет ли этот источник пищи для тюленей, китов и промысловых видов рыб в Арктике в конечном итоге справиться с глобальным изменением климата, требует дальнейших исследований.
Иногда постоянная темнота под метровым льдом, иногда солнечный свет 24 часа в сутки; иногда чистая и соленая морская вода, иногда мутная пресная вода из рек; и все это при ледяных температурах: фитопланктону, обитающему в прибрежных водах Арктики, приходится приспосабливаться к экстремальным и весьма изменчивым условиям окружающей среды. Хотя эти аспекты создают серьезные проблемы, в эпоху глобальной трансформации они также могут быть полезными, поскольку помогли арктическому фитопланктону адаптироваться к изменчивым условиям окружающей среды в ходе своей эволюции. Это одно из возможных объяснений того факта, что некоторые сообщества фитопланктона могут более успешно приспосабливаться к глобальным изменениям, чем их собратья из регионов с более стабильными условиями окружающей среды, считает первый автор исследования, биолог доктор Клара Хоппе из Института Альфреда Вегенера, Центр Гельмгольца. для полярных и морских исследований (AWI) объясняет.
Мы смогли продемонстрировать, что некоторые виды фитопланктона, наиболее важных первичных производителей в Арктике, чрезвычайно устойчивы. Например, они демонстрируют меньшую чувствительность к закислению океана, чем то, что мы привыкли видеть в сообществах из Южного океана или умеренных широт», - говорит Клара Хоппе. В ряде экспериментов с естественными сообществами фитопланктона она варьировала температуру, доступную свет и значение pH, а также измеряли продуктивность фитопланктона. Наши океаны становятся более кислыми, потому что из-за сжигания ископаемого топлива в атмосферу выбрасывается больше углекислого газа. CO2 реагирует с водой с образованием угольной кислоты и снижает pH воды. уровень, который на клеточном уровне может влиять на метаболизм организмов, а вместе с ним и на их продуктивность.
В девяти из десяти экспериментов производительность оставалась неизменной; только в опыте с самой низкой температурой (1,8°С) повышенное закисление привело к значительному снижению продуктивности; при других испытанных температурах (от 3 до 8 градусов по Цельсию) закисление океана не вызывало измеримых эффектов в течение экспериментов продолжительностью от одной до трех недель. Как заключают авторы, «фитопланктон, по-видимому, способен переносить более высокие уровни протонов, которые лежат в основе понижения значений pH, при условии, что температура не опускается ниже определенного порога».
Команда приписывает общую способность фитопланктона из прибрежных районов оставаться продуктивным, несмотря на весьма изменчивые условия окружающей среды, ряду различных механизмов. Во-первых, отдельный фитопланктон, кажется, способен гибко приспосабливаться к разнообразным условиям, что команда AWI смогла продемонстрировать в дальнейших лабораторных экспериментах. Во-вторых, многие виды диатомовых водорослей производят споры, которые могут сохраняться на дне океана в течение нескольких лет. Если условия окружающей среды благоприятны для определенных спор, они вылупляются и впоследствии инициируют цветение фитопланктона. Таким образом, существует «банк семян», который обеспечивает высокую степень межвидового и внутривидового разнообразия, что позволяет тем видам и штаммам, которые лучше всего подходят для многих комбинаций условий окружающей среды, появиться и процветать.
Первичная продукция в Арктике является важнейшей экосистемной услугой, от которой также будут зависеть все более важные с коммерческой точки зрения рыболовные угодья. В наших лабораторных экспериментах мы смогли продемонстрировать, что эти производители удивительно устойчивы к океану. уровни подкисления, которые мы ожидаем увидеть к концу века - и это хорошая новость!», - говорит биолог AWI Клара Хоппе. Тем не менее, важно понимать пределы и цену этого сопротивления, в которое исследование внесло ценный вклад. Можно ли также использовать результаты, чтобы сделать выводы о сложной пищевой сети в природе, это то, что могут сказать нам только дальнейшие исследования.