Как миллиарды морских микробов адаптируются к изменению климата?
Изменение климата нагревает океаны, что влияет на миллиарды морских микроорганизмов способами, которые ученые до конца не понимают. В ответ исследователи из USC разработали модель для прогнозирования того, как эти важные организмы адаптируются к потеплению морей.
Морские микроорганизмы производят половину кислорода, которым мы дышим, и поглощают около 30% антропогенного CO2. Рыболовство, поддерживаемое этими микробами, обеспечивает пищей и доходом около 820 миллионов человек в мире.
«Микроорганизмы критически важны для жизни на Земле, — говорит Наоми Левин, старший автор нового исследования. — Океаны меняются, но мы не знаем, как будут выглядеть будущие экосистемы, потому что не знаем, как эти организмы отреагируют на изменения».
Исследователи из USC совместно с учеными из Университета Эдинбурга и NOAA разработали прогностическую модель, чтобы оценить эту адаптацию. Эта простая структура может использоваться для понимания адаптации разных типов микроорганизмов к многочисленным переменным, включая антропогенные изменения в морской среде. Модель свободно доступна для ученых по всему миру.
Настраивая симуляции будущих условий океана, Левин и коллеги обнаружили, что морские микробы реагируют двумя способами:
- Одни микробы легко менялись, добиваясь краткосрочного успеха, но мало готовясь к будущему.
- Другие конкуренты, оттесненные на время, эволюционировали, чтобы занять позицию для быстрого распространения в долгосрочной перспективе, как только температуры стабилизируются на более высоком уровне.
«Это как сравнение черепахи и зайца — две разные стратегии финиширования в гонке», — поясняет Левин.
Этот генетический переворот показывает, как изменение климата действует как фактор естественного отбора в эволюции морских микробов. Результаты также демонстрируют важность взаимодействия физических и биологических временных интервалов в определении эволюционных исходов — ценную информацию для включения в другие модели глобальных углеродных циклов, используемые для прогнозирования климата.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.