Кислород в эстуарии реки Святого Лаврентия сокращается, влияя на донных животных
Воды эстуария реки Святого Лаврентия теряют кислород. Его нехватка в глубоких водах влияет на организмы, живущие на дне эстуария.
Дно моря — среда, кишащая жизнью
Множество организмов обитает на самом дне океанов. Это бентосные организмы.
К этой группе мелких животных относятся морские звёзды, черви, ракообразные и моллюски. Они колонизируют поверхность осадка (эпифауна) или зарываются в него (эндфауна). Эти организмы малоподвижны и не могут преодолевать большие расстояния.
Биотурбация, или искусство перемешивания осадка
Бентосные организмы играют ключевую роль в функционировании донных экосистем через процесс биотурбации.
Биотурбация — это вся деятельность, которую донные организмы осуществляют в осадках и на их поверхности. Её можно сравнить с работой дождевых червей в саду: они роют норы, перемешивают частицы осадка и доставляют воду, содержащую кислород, в бедные им области.
Таким образом, бентосные организмы — «садовники» океанского дна. Они помогают поддерживать здоровую экосистему: увеличивают биоразнообразие, способствуют разложению органического вещества и снижают концентрацию потенциально токсичных отходов, таких как сероводород.
Кислород и биотурбация: непростая взаимосвязь
Двадцать лет назад модели предсказывали последствия деоксигенации (снижения уровня кислорода) для экосистем дна реки Святого Лаврентия. Ключевым вопросом было: как биотурбация реагирует на истощение кислорода?
Реакция может быть:
- Линейной: интенсивность биотурбации постепенно снижается пропорционально падению концентрации кислорода.
- Нелинейной (пороговой): существует критическая точка, после которой реакция резко меняется. До этого порога могут действовать компенсаторные механизмы на уровне особи, популяции или сообщества, маскирующие последствия нарушения.
Обнаружен нелинейный ответ
После более чем 20 лет исследований команда впервые наблюдала чёткую пороговую реакцию биотурбации на снижение кислорода.
Выявлен критический порог: около 60 микромоль (примерно 20% насыщения). Эта концентрация близка к уровню, определяющему начало гипоксии.
- Выше порога: экосистемы сопротивляются деоксигенации.
- Ниже порога (тяжёлая гипоксия): сообщества бентосных организмов меняются, но без значительной потери биоразнообразия. Однако активность организмов резко падает — они «задыхаются». Они сокращают движения, перемещаются к поверхности осадка, и интенсивность биотурбации становится практически нулевой. У организмов больше нет энергии, чтобы перемешивать и орошать осадок.
Что происходит, когда биотурбация останавливается?
Остановка биотурбации имеет серьёзные последствия для здоровья экосистемы эстуария и залива Святого Лаврентия:
- Осадки перестают эффективно перемешиваться и орошаться.
- У самой поверхности осадка начинают накапливаться токсичные отходы.
- Эти отходы могут распространиться в толщу воды, отпугивая чувствительные виды и усугубляя деоксигенацию.
Деоксигенация глубинных вод вызывает особую озабоченность, поскольку может привести к изменениям в численности и распределении промысловых ресурсов и, как следствие, к не до конца оценённым социально-экономическим последствиям.