В Арктике обнаружено явление фиксации азота, которое может стимулировать морскую жизнь

от

Сокращение морского льда в Северном Ледовитом океане в целом является катастрофой. Однако парадоксально, что таяние льда может также запустить механизм арктических пищевых цепочек: водорослей.

Водоросли — основной источник пищи для морской жизни, но для их роста необходим азот. А в Северном Ледовитом океане его дефицит. Однако новое международное исследование, проведённое под руководством Копенгагенского университета, показывает, что в будущем его может оказаться больше, чем считалось ранее. Это может изменить перспективы морской жизни в высоких широтах и, возможно, углеродный баланс.

Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.

Авторы исследования впервые обнаружили, что явление фиксации азота происходит под морским льдом даже в центральной части Северного Ледовитого океана.

Фиксация азота — это процесс, при котором специальные бактерии преобразуют газообразный азот (N₂), растворённый в морской воде, в аммоний. Аммоний способствует росту бактерий, но также приносит пользу водорослям и остальной части морской пищевой цепочки.

«До сих пор считалось, что фиксация азота не может происходить под морским льдом, поскольку предполагалось, что условия жизни для организмов, осуществляющих фиксацию азота, слишком неблагоприятны. Мы ошибались», — говорит Лиза В. фон Фризен, ведущий автор исследования и бывший кандидат наук на кафедре биологии.

В то время как в большинстве океанов фиксацию азота осуществляют цианобактерии, исследование показывает, что в центральной части Северного Ледовитого океана это совершенно другой тип бактерий: так называемые нецианобактерии.

Исследователи зафиксировали самые высокие показатели фиксации азота на краю льда, где лёд тает наиболее активно. Хотя бактерии могут осуществлять фиксацию азота подо льдом, им легче это делать вдоль кромки льда. Поэтому по мере отступления морского льда и расширения площади таяния ожидается, что за счёт фиксации азота будет поступать больше азота.

«Другими словами, количество доступного азота в Северном Ледовитом океане, вероятно, недооценивалось как сегодня, так и для будущих прогнозов. Это может означать, что потенциал производства водорослей также был занижен, поскольку изменение климата продолжает сокращать площадь морского льда», — говорит Лиза В. фон Фризен.

«Поскольку водоросли являются основным источником пищи для мелких животных, таких как планктонные ракообразные, которых, в свою очередь, поедает мелкая рыба, увеличение количества водорослей может повлиять на всю пищевую цепочку», — отмечает она.

Кроме того, недавно обнаруженный источник азота может также способствовать поглощению CO₂ — по крайней мере, в региональном масштабе. Больше водорослей делают океан более эффективным поглотителем CO₂.

«Для климата и окружающей среды это, вероятно, хорошие новости. Если производство водорослей увеличится, Северный Ледовитый океан будет поглощать больше CO₂, потому что больше CO₂ будет связываться в биомассе водорослей. Но биологические системы очень сложны, поэтому делать точные прогнозы сложно, поскольку другие механизмы могут действовать в противоположном направлении», — говорит Лассе Риман, профессор кафедры биологии и старший автор исследования.

Тем не менее исследователи считают, что фиксацию азота следует учитывать в прогнозах для Северного Ледовитого океана.

«Мы пока не знаем, будет ли чистый эффект положительным для климата. Но ясно, что мы должны учитывать такой важный процесс, как фиксация азота, в уравнении, когда пытаемся предсказать, что произойдёт с Северным Ледовитым океаном в ближайшие десятилетия по мере сокращения морского льда», — говорит Лассе Риман.

В Северном Ледовитом океане фиксацию азота осуществляют так называемые нецианобактерии. Эти бактерии питаются растворённым органическим веществом, выделяемым водорослями, среди прочего. В свою очередь, бактерии выделяют фиксированный азот, который способствует росту водорослей в окружающей воде.

Помимо того, что водоросли являются первым звеном в морской пищевой цепочке, они также действуют как маленькие «пылесосы» CO₂ в океане. По мере роста они поглощают CO₂ из атмосферы, который затем опускается в виде биомассы водорослей в глубины моря.

Исследование основано на двух научных экспедициях на кораблях IB Oden и RV Polarstern. Измерения проводились в 13 различных точках в центральной части Северного Ледовитого океана, в море у северо-востока Гренландии и к северу от Шпицбергена.

Предоставлено Копенгагенским университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте