Снижение генетического разнообразия микробов в западной части Северного Ледовитого океана

Арктика нагревается быстрее, чем остальной мир, что меняет состав вод Северного Ледовитого океана, включая микробные сообщества.

В исследовании, опубликованном в ISME Communications, ученые проанализировали архивные образцы бактерий и архей, собранные в море Бофорта с 2004 по 2012 год. Этот период включал годы с рекордно низким ледовым покровом (2007 и 2012). Пробы брали из трех слоев воды: летнего перемешанного слоя (3–9 м), верхних арктических вод (16–78 м) и тихоокеанских вод (49–154 м).

С помощью биоинформатики и статистического анализа генетического состава микробов за девять лет ученые выявили влияние изменений среды на структуру и функции сообществ.

Ключевые выводы:

• Наблюдалась общая потеря видового разнообразия во всех водных массах.
• Изменился состав микробного сообщества: виды после минимума льда в 2007 году отличались от тех, что были до него.
• Снижение разнообразия происходило в разное время в разных слоях:
  • Летний перемешанный слой — резкий спад в 2005–2007 гг.
  • Верхние арктические воды — спад в 2010–2012 гг.
  • Тихоокеанские воды — двухэтапный спад в 2005–2007 и 2010–2012 гг.

Изменения статистически значимы, но остаются небольшими. Однако тенденция вызывает беспокойство на фоне постоянного сокращения летнего ледового покрова.

Последствия: Потепление и опреснение Арктического океана снижают количество питательных веществ для фотосинтеза. Это может усилить «микробную петлю», при которой энергия и углерод, которые обычно поддерживают высшие трофические уровни (зоопланктон, рыбы), быстро перерабатываются микроорганизмами. Доминирование микробных процессов в экосистеме будет возрастать.

Исследование устанавливает базис для понимания изменений в Арктике, которая нагревается в четыре раза быстрее среднемирового показателя. Ученые планируют расширить временной ряд с помощью метагеномного исследования, чтобы изучить периоды еще более интенсивного таяния льда и полностью секвенировать геномы организмов для понимания разнообразия и функций микробных сообществ.