Микроскопические охотники могут стать «кристальным шаром» для прогнозирования климата

Исследователи из Университета Дьюка предполагают, что заглянуть в будущее экосистем в условиях изменения климата можно, изучая сообщества микроскопических существ — протистов.

Каждая капля воды и почвы кишит десятками тысяч одноклеточных протистов. Их общая биомасса оценивается вдвое больше, чем у всех животных Земли вместе взятых. Эти более 200 000 известных видов, не являющиеся ни животными, ни растениями, ни грибами, часто остаются без внимания, но могут играть ключевую роль в смягчении последствий изменения климата.

Причина — в их рационе. Протисты поедают бактерии, которые, как и люди при дыхании, выделяют CO₂. Поскольку биомасса бактерий на планете уступает только растениям, они являются одними из крупнейших естественных источников этого парникового газа.

В исследовании, опубликованном 19 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences, команда под руководством доцента Жана-Филиппа Гиберта и постдока Дэна Вечински проверила влияние потепления на бактериоядных протистов. Они создали мини-экосистемы — стеклянные колбы с 10 видами протистов, — которые содержали при пяти температурах от 60°F до 95°F (≈15.5°C до 35°C).

Через две недели учёные определили, какие виды выжили при каждой температуре, и измерили количество CO₂, выделенного в результате их дыхания.

Оказалось, что реакцию каждого вида на температуру можно предсказать по нескольким простым измерениям: размеру, форме и содержимому клеток. Эти факторы, в свою очередь, влияли на общий уровень дыхания всего сообщества.

Исследователи также обнаружили, что, подставив такие параметры, как размер и форма клеток, в математическую модель, можно с высокой точностью предсказать реальный исход эксперимента в мини-экосистемах.

«Мы можем использовать то, что знаем о взаимосвязи между признаками видов и их реакцией на температуру, и масштабировать это до уровня целой экосистемы», — пояснил Вечински.

Эта работа важна, поскольку проливает свет на то, «как изменение климата изменит микробные сообщества и как это, в свою очередь, повлияет на темпы изменения климата».