Мікроби, відповідальні за третину кисню Землі, опинилися під загрозою

Вчені заявили про те, що Prochlorococcus - ціанобактерії, які є найпоширенішими фотосинтезуючими істотами на Землі, виявилися більш схильними до впливу підвищення температури океану, ніж вважалося до цього, повідомляє Science Alert.

Prochlorococcus - це крихітні навіть для ціанобактерій морські організми, які мають величезний вплив у своєму середовищі існування і за його межами. Вони забезпечують майже третину кисню, доступного на планеті, і формують важливий харчовий ланцюг.

Ці бактерії населяють майже 75% вод планети, які освітлюються сонцем. Вони найпоширеніші в тропіках і прилеглих до них зонах, і добре пристосовані до теплих умов з низьким вмістом поживних речовин.

"Далеко від берега в тропіках вода має такий яскравий, красивий блакитний колір, тому що в ній практично немає інших мікроорганізмів, окрім Prochlorococcus", — заявив провідний автор дослідження Франсуа Рібале, океанограф з Вашингтонського університету.

З огляду на цю любов до тепла, багато вчених вважали, що Prochlorococcus будуть добре себе почувати в умовах, коли температура води постійно зростає. Але нове дослідження ставить це припущення під сумнів, вказуючи на те, що навіть Prochlorococcus потепління не завжди йде на користь.

За словами авторів нового дослідження, ідеальна температура для цих бактерій становить від 19 до 28 градусів Цельсія. Але, за прогнозами, температура багатьох тропічних і субтропічних вод перевищить ці показники вже через 75 років.

"Тривалий час учені вважали, що Prochlorococcus прекрасно почуватиметься в майбутньому, але в найтепліших регіонах справи йдуть не так добре, а це означає, що для решти частини морського харчового ланцюга буде менше вуглецю - менше їжі", - заявив Рібале.

Попередні дані про Prochlorococcus були отримані в основному з клітин, вирощених у лабораторії. Рібале ж і його колеги вирішили перевірити ці дані в середовищі, де мешкають бактерії.

Під час дослідження вчені вивчили 800 мільярдів клітин розміром з Prochlorococcus, які були зібрані під час 90 дослідницьких експедицій, проведених протягом 13 років.

Дослідники вимірювали кількість мікробів за допомогою лазера, встановленого на судні, а потім застосовували статистичну модель, засновану на загальноприйнятих методах оцінки зростання Prochlorococcus. Швидкість поділу клітин варіювалася залежно від широти, що автори пов'язували з коливаннями температури води, а не з сонячним світлом або вмістом поживних речовин.

Найкраще мікроби розвивалися за температури води від 19 до 28 градусів Цельсія, але при перевищенні цієї межі зазнавали труднощів. У воді теплішій за 30 градусів Цельсія поділ клітин знижувався майже до нуля.

Тропічні моря бідні поживними речовинами через свою теплоту, яка обмежує висхідний кругообіг поживних речовин із глибших вод. Prochlorococcus та інші ціанобактерії пристосувалися до цього кількома способами, включно з невеликим розміром і простим геномом, у якому залишилося тільки найнеобхідніше. Незважаючи на те, що це принесло явні переваги, мікроби могли залишитися без важливих генів, відповідальних за реакцію на стрес. Потенційно, це може знижувати їхню стійкість до швидкого підвищення температури.

Це може відкрити двері для Synechococcus, іншої групи ціанобактерій, що домінує в тропіках і субтропіках разом із Prochlorococcus. Synechococcus можуть пристосовуватися до більш теплої води, але потребують більшої кількості поживних речовин. Якщо ці мікроби скористаються нішею, що відкрилася, невідомо, як це вплине на харчові ланцюги.

Раніше вчені заявили про те, що один із найстабільніших льодовиків світу почав швидко танути.