Источник почти трети кислорода на Земле под угрозой: его выживанию мешает потепление океана

Множество растений, водорослей и цианобактерий обеспечивают фотосинтез, использующий солнечную энергию для питания большей части пищевых цепей планеты. Однако мало кто также хорош в этом, как прохлорококк, считающийся самым распространенным фотосинтезирующим организмом на Земле, пишет Science Alert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Самый распространенный фотосинтезирующий организм

Известно, что этот крошечный морской микроб оказывает огромное влияние в своей среде обитания, а также за ее пределами, обеспечивая почти треть всего производства кислорода на планете и формируя жизненно важную основу пищевых цепей.

В новом исследовании ученые обнаружили, что прохлорококк и многие другие фотосинтезирующие микробы оказались более уязвимы к потеплению океана, чем считалось ранее. Эти морские микробы широко распространены, обитая более чем в 75% освещенных солнцем поверхностных вод. Однако наиболее они распространены в тропиках и прилегающих районах, где прохлорококки хорошо приспособлены к теплым условиям, бедным питательными веществами.

По словам ведущего автора исследования, океанографа из Вашингтонского университета Франсуа Рибале, вдали от берега, в топиках, вода невероятно яркого голубого цвета, так как в ней почти нет других микроорганизмов, кроме Prochlorococcus.

Учитывая эту теплолюбивость, ученые ранее считали, что прохлорококку ничего не угрожает, поскольку температура океана продолжает расти из-за сжигания ископаемого топлива и потери поглотителей углерода. Однако новое исследование показывает, что ситуация немного иначе: более высокая температура не всегда означает более пригодную среду для морского микроба.

Ключевой источник кислорода на Земле под угрозой

Известно, что идеальный диапазон для прохлорококка – от 19 до 28 градусов по Цельсию. Увы, климатические прогнозы показывают, что многие тропические и субтропические воды превысят этот предел в течение следующих 75 лет. По словам Рибале, это означает, что углерода на Земле будет становиться все меньше, а следовательно уменьшится и количество пищи для остальной части морской пищевой цепи.

Имеющиеся данные об этих микробах были полученные в основном из клеток, выращенных в лабораторных условиях, поэтому Рибале с коллегами обратились за новыми данными к естественной среде обитания Prochlorococcus.

В общей сложности ученые проанализировали 800 миллиардов клеток размером с Prochlorococcus, обнаруженных ими в ходе 90 исследовательских экспедиций, охватывающих 13 лет. Команда измерила количество микробов с помощью лазера, установленного на судне, а затем применила статистическую модель, основанную на общепринятых методах роста морского микроба. Отметим, что эксперименты сопровождались минимальным вмешательством в жизнь подопытных.

Результаты указывают на то, что скорость деления клеток варьировалась в зависимости от широты – авторы связали это с колебаниями воды, а не солнечным светом или содержанием питательных веществ. Микробы наиболее эффективно развивались в относительно теплой воде, от 19 до 28 °C, но при температуре чуть выше этого диапазона испытывали неожиданные трудности. Команда заметила, что деление клеток замедлилось почти до нуля при температуре выша 30 °C, что составляло одну треть от скорости, зафиксированной в воде с нижней границей диапазона их переносимости. Таким образом, ученые пришли к выводу, что температура выгорания морских микробов на самом деле значительно ниже, чем предполагалось ранее.

Исследование предполагает, что к концу этого столетия продуктивность Prochlorococcus может снизиться на 17% в тропиках при умеренном потеплении и на 51% при более сильном потеплении. В глобальном масштабе он может снизиться на 10% при умеренном потеплении и на 37% при более экстремальном сценарии.