Фитопланктон — микроскопические водоросли, которые составляют основу пищевых сетей океана, — долгое время считался временным участником глобального углеродного цикла. Они цветут, умирают, и содержащийся в них углерод быстро перерабатывается обратно в экосистему.
Однако исследовательская группа под руководством профессора Ван Фаминга из Южно-Китайского ботанического сада (SCBG) Китайской академии наук обнаружила, что эти крошечные организмы могут напрямую закачивать «стойкий» углерод в океан, где он может сохраняться веками.
Прорыв, [опубликованный](https://www.nature.com/articles/s41467-025-63105-x) в Nature Communications, опровергает десятилетия общепринятых научных представлений о том, что большая часть углеродного содержания водорослей недолговечна.
Используя масс-спектрометрию сверхвысокого разрешения, команда проанализировала шесть основных групп фитопланктона и обнаружила, что более 10% их углеродного выброса представлено в виде «трудноразлагаемого растворённого органического углерода» (RDOC) — пула органических молекул, который действует как долгосрочный резервуар углерода в океане.
Фитопланктон-продуцируемый растворённый органический углерод (DOC) следует двум различным путям, как объяснено в исследовании. Часть высвобождается в виде биодоступного DOC (BDOC), который быстро потребляется микроорганизмами, а часть позже преобразуется в RDOC. Важно отметить, что исследование также подтвердило, что фитопланктон может секретировать RDOC напрямую.
Независимо от того, поступает ли он в результате микробной трансформации или прямого выделения, RDOC играет ключевую роль в долгосрочном накоплении пула морского DOC, а это означает, что молекулярный состав углерода фитопланктона помогает регулировать размер и стабильность глобального резервуара DOC.
Кроме того, высокое видовое разнообразие фитопланктона и их короткие циклы роста и спада приводят к значительной изменчивости в использовании углерода различными таксонами и в разные сезоны роста. Эта изменчивость исторически препятствовала попыткам составить карту состава DOC, полученного из водорослей, и его роли в углеродном цикле.
Чтобы восполнить этот пробел, команда объединила масс-спектрометрию сверхвысокого разрешения — метод, используемый для анализа детального молекулярного состава DOC, продуцируемого фитопланктоном, — со спутниковым [дистанционным зондированием](https://phys.org/tags/remote+sensing/) и моделями машинного обучения для создания набора данных о DOC в мировом масштабе.
Этот набор данных не только количественно определил, как разные группы фитопланктона вносят вклад в глобальную динамику морского DOC, но и выявил явные различия в DOC, полученном из водорослей, на разных фазах роста. Например, анализ показал, что цветение фитопланктона в фазе роста производит значительно больше RDOC, чем в фазе спада.
Доктор Лу Чжэ из SCBG, первый автор исследования, подчеркнул практическое значение исследования: «С помощью этого глобального набора данных и наших оптимизированных моделей оценки океанического DOC мы теперь можем чётко и быстро прогнозировать, как увеличение продолжительности цветения фитопланктона или климатически обусловленные сдвиги в составе сообществ фитопланктона повлияют на будущую динамику резервуара DOC океана».
Предоставлено [Chinese Academy of Sciences](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)