Морские травы обладают потенциалом стать одними из самых эффективных «губок» в мире по поглощению и хранению углерода, однако пока неизвестно, как загрязнение питательными веществами влияет на их способность к секвестрации углерода.
Исследователи из Университета Мичигана оценили влияние азота и фосфора на морские травы — короткие, похожие на дерн травы, которые обитают в мелководных прибрежных районах. В ходе двух исследований учёные изучили данные, собранные с участка морских трав, обогащённого питательными веществами в течение девяти лет. Они обнаружили, что питательные вещества могут повысить способность морских трав накапливать углерод. Результаты опубликованы в журнале Global Change Biology.
Однако во втором исследовании, опубликованном в Conservation Letters, они также выяснили, что избыток азота может привести к росту фитопланктона, который может затенять и убивать морские травы.
Джейкоб Оллгейр, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии, изучает экологию рыб, морских трав и кораллов в заливах Багамских островов и Доминиканской Республики. Он заметил, что морские травы, растущие в заливах с избытком питательных веществ, в основном из-за сточных вод, быстро погибают. Свет не может проникнуть через фитопланктон, который также размножается в условиях высокого содержания питательных веществ.
В других заливах, где наблюдался сток питательных веществ, но не было затеняющего свет фитопланктона, он увидел, что морские травы хорошо растут. Прибрежные тропические районы часто испытывают недостаток питательных веществ. Когда морские травы, растущие там, получают питательные вещества, их рост ускоряется, если только фитопланктон не блокирует свет, говорит Оллгейр.
Исследователи под руководством недавней докторантки Университета Мичигана Бриджет Шейки обнаружили, что в относительно бедных питательными веществами местах фосфор и азот способствуют росту морских трав. По мере роста морских трав они сначала инвестируют в свой подземный рост, или корневые системы, накапливая углерод в корнях. Затем трава инвестирует в надземные структуры — свои листья.
В результате корни росли быстро, но и умирали быстро, что приводило к перемещению дополнительного углерода в осадок, окружающий корни, и его секвестрации с более высокой скоростью. Это результат опубликован в Global Change Biology.
«Люди думали, что избыток питательных веществ убивает морские травы, — сказал Оллгейр. — Но мы показываем, что пока не слишком много питательных веществ, которые также увеличили бы фитопланктон, морские травы просто увеличат рост с избытком питательных веществ».
Чтобы изучить влияние питательных веществ, Шейка и Оллгейр взяли образцы морских трав с тестовых участков на Багамах, которые обрабатывались удобрениями в течение девяти лет. Они тщательно распутывали морские травы, разделяя их на части: листья, которые растут над землёй, но под водой, оболочку, из которой выходят листья, корни морских трав и их корневища — по сути, подземный стебель, из которого могут расти другие растения морских трав.
Затем они лиофилизировали каждую часть, измельчили их и проверили на содержание азота, фосфора и углерода. Помимо того, что увеличение количества питательных веществ в системе увеличило оборот углерода в растениях, исследователи также обнаружили, что питательные вещества, поступающие из источников, созданных человеком, оказывают большее влияние на морские травы, чем те, которые поступают от рыб.
«Системы, которые мы изучаем, имеют довольно низкое содержание питательных веществ, поэтому добавление питательных веществ может увеличить производство морских трав, — сказала Шейка, которая сейчас является программным директором некоммерческой организации Ocean Visions. — Но мы также знаем, что если зайти слишком далеко и добавить слишком много питательных веществ, это действительно разрушает эти системы. Это одна из основных причин их разрушения во всём мире и в прибрежных системах».
В исследовании, опубликованном в Conservation Letters, учёные проверили, какое питательное вещество, азот или фосфор, оказывает наибольшее влияние на морские травы, а также то, какое соотношение азота к фосфору или общее количество каждого питательного вещества оказывает наибольшее влияние на систему. Они также изучили влияние питательных веществ на фитопланктон.
Для этого они создали 21 различное соотношение азота и фосфора и добавили питательные вещества в тестовые участки морских трав, растущих в другой части того же залива, а также в фитопланктон в бутылках. Они обнаружили, что фосфор оказывает большее положительное влияние на рост морских трав, чем азот в условиях низкого содержания питательных веществ.
Долгосрочная экологическая теория предполагает, что соотношение питательных веществ оказывает наибольшее влияние на систему, но исследователи обнаружили, что в этом конкретном случае фосфор оказывал большее влияние на рост морских трав, в то время как азот оказывал большее влияние на рост фитопланктона.
В частности, исследователи обнаружили, что добавление азота привело к резкому росту показателей фитопланктона в бутылках, показывая, что увеличение содержания азота в природном ландшафте может привести к уровням фитопланктона, которые затенят морские травы.
«Когда вы выращиваете помидоры, вы не просто добавляете азот. Вы добавляете идеальное соотношение азота и фосфора, — сказал Оллгейр. — Но поскольку мы исследовали водную колонку и морские травы, мы можем сказать, что эта модель не работает в нашей системе».
Это открытие может помочь местным сообществам контролировать влияние питательных веществ на морские травы.
«Мы не останавливаем обогащение питательными веществами. Это просто не остановится, — сказал Оллгейр. — Но мы можем им управлять. И как лучше всего им управлять? Мы очищаем его от азота».
Другие новости по теме
- Платформа высокопроизводительного фенотипирования раскрывает генетические основы эволюции морфологии колоса пшеницы
- Метод roll-to-roll упрощает секвенирование ДНК, делая его более быстрым и эффективным
- Корма на растительной основе не являются полноценными по составу, но могут подойти при добавлении добавок, говорится в исследовании
- Кошки тоже могут страдать деменцией. Вот восемь признаков, на которые стоит обратить внимание.
- Несмотря на облачное небо, пчёлы всё равно могут использовать солнце для навигации.
- Как происходит разложение тел? Учёные-криминалисты из Кейптауна расширяют границы новых методов обнаружения
- Многоцентровое исследование показывает, что больницы США сильно различаются в определении загрязнения образцов для посева крови
- ИИ меняет прогнозирование погоды, и это может изменить правила игры для фермеров по всему миру
- Исследователи обнаружили, что рост деревьев увеличивает уровень травоядности насекомых.
- Обнаружен ген, связанный с опасной болезнью сердца у золотистых ретриверов
Другие новости на сайте
- Португалия, август 2025: Mercedes #1, Dacia лидирует с моделями Sandero и Duster
- 🔥 007 First Light — это не просто «Хитман» в оболочке Бонда
- 💥 Новая модель PS5 Slim Digital раскритикована игроками из-за серьёзного недостатка 💥
- Стратегия Майкла Сэйлора может войти в индекс S&P 500 уже в пятницу.
- 🎮 007 First Light: Предварительный обзор для PS5 — С возвращением, мистер Бонд! 🔥
- Китайские учёные раскрыли скрытый кризис вымирания местной флоры
- 🚨 «Первое сияние» получило грандиозный геймплейный показ — релиз на Xbox в марте 2026! 🗓️💣
- Владелец Pornhub выплатил $5 млн в рамках урегулирования с FTC из-за системной неспособности блокировать контент с насилием
- Google представляет Material 3 Expressive для Pixel 6 и новее вместе с другими функциями
- SpaceX получила разрешение более чем вдвое увеличить число запусков во Флориде