Соотношение изотопов углерода в трех распространенных видах тунца существенно изменилось с 2000 года, что свидетельствует о серьезных сдвигах в популяциях фитопланктона, составляющих основу пищевой сети океана, говорится в новом международном исследовании.
«Изменения, которые мы наблюдали у тунца, который находится в верхней части морской пищевой сети, отражают глубокие изменения в физиологии или видовом составе, происходящие в нижней части пищевой сети», - сказал Николя Кассар, профессор биогеохимии в Никольская школа окружающей среды Университета Дьюка.
В частности, изменения в фитопланктоне отражают больший захват углерода океанами из ископаемого топлива и возможное расслоение слоев океана, вызванное потеплением.
Проанализировав почти 4 500 образцов мышечной ткани трех распространенных видов тунца, выловленных в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах в период с 2000 по 2015 год, Кассар и его коллеги обнаружили, что значения состава стабильных изотопов углерода рыб составляют (отношение углерода 13 к углероду 12, называемое дельта C-13), снизилось на 0,08% и 0,25% в течение периода исследования.
Для проведения своего исследования они проанализировали соотношение стабильных изотопов углерода и азота у желтоперого, большеглазого и альбакорового тунца, пойманного в тропических, субтропических и умеренных водах. Соотношения стабильных изотопов углерода широко используются для отслеживания потока питательных веществ вверх по морским пищевым цепям и определения основного источника пищи вида. Изотопы азота можно использовать для оценки изменений места вида в пищевой сети.
Примерно четверть снижения значений дельты C-13 объясняется увеличением доступности углерода, полученного из ископаемого топлива, в морских экосистемах, в которых больше C-12, сказал Кассар. Это изменение ожидали увидеть исследователи.
Что является движущей силой остального снижения, пока не ясно, сказал он, но одна из возможностей состоит в том, что это может быть связано с усилением стратификации океана.
За последние 50 лет океаны поглотили 90% тепла и 30% выбросов углерода, связанных с глобальным потеплением. Это способствовало возникновению условий, при которых водные массы с различной плотностью, температурой или соленостью могут расслаиваться слоями под поверхностью, а не смешиваться друг с другом, создавая барьеры, препятствующие подъему питательных веществ из более глубоких вод, чтобы обеспечить топливо для фитопланктона у поверхности.
Хотя еще нельзя исключить другие способствующие факторы, анализы, проведенные в рамках нового исследования, подтверждают гипотезу о том, что по мере того, как питательные вещества становятся более ограниченными на поверхности из-за стратификации, крупный дельта-богатый C-13 фитопланктон такие как диатомовые водоросли, могут быть окружены более мелкими клетками фитопланктона, которые имеют естественное конкурентное преимущество в неурожайные времена.
Потенциальные долгосрочные последствия этих изменений для морского углеродного цикла еще полностью не изучены, но масштабы снижения значений C-13 в дельте тунца за столь короткое время предполагают, что «это проблема это заслуживает пристального внимания и дополнительного изучения», - сказал Кассар. «Поскольку тунец путешествует на большие расстояния, он интегрирует изменения в структуру пищевой сети в очень больших пространственных масштабах».
Он и его коллеги опубликовали результаты своей экспертной оценки 11 ноября в журнале Global Change Biology.
Обнаружение биологических изменений в океане, вызванных изменением климата, является очень сложной задачей, но это исследование дает новые рекомендации, показывая, что изменения в биологическом компоненте морского углеродного цикла можно проследить в тканях морских верхушек. хищники, - сказал Кассар