Озёра не спят зимой! Подо льдом кипит жизнь

В холодных регионах, где температура воздуха держится ниже нуля, озёра на несколько месяцев покрываются слоем льда. Однако под поверхностью замёрзших водоёмов жизнь не замирает — многие животные, микробы и водоросли остаются активными, что позволяет, например, заниматься подлёдной рыбалкой.

Ледяной покров действует как слой изоляции, защищая от холода. Но если лёд становится белым или покрывается снегом, проникновение света под лёд значительно сокращается. Хотя водная жизнь остаётся активной, существование в холоде и почти в темноте представляет множество вызовов. Пищевые цепи перестраиваются, и вся экосистема функционирует иначе.

Замёрзшая зима — уникальный период в годовом цикле озёр, и он не является редкостью: большинство озёр в мире замерзает каждый год.

Что известно об озёрах зимой?

Исторически экологи воспринимали холодный сезон как период «биологического покоя». Этот упрощённый взгляд, вместе с логистическими сложностями отбора проб из-под снега и льда, замедлял прогресс в зимних экологических исследованиях.

Сегодня известно, что подо льдом происходит больше активности, чем считалось ранее. Хотя теперь установлено, что озёра не «спят» в холодный сезон, факт остаётся фактом: экологию озёр зимой мы знаем гораздо хуже, чем в любое другое время года.

Известно, что многие микроорганизмы остаются активными подо льдом. Некоторые микробные процессы даже выигрывают от зимних условий, облегчая трансформацию питательных веществ и делая их более «доступными» для весеннего роста водорослей. Эти питательные вещества, подобно удобрениям, стимулируют рост у основания пищевой цепи после схода льда.

Зима также может быть полезна для жизненного цикла некоторых животных. Многие беспозвоночные и рыбы остаются активными подо льдом, чтобы воспользоваться спокойным периодом со сниженной конкуренцией и хищничеством. Эта зимняя активность даёт большое преимущество: такие животные первыми получают доступ к обильной свежей пище весной.

Чем питаются животные зимой?

Из-за низких температур и уровня света подо льдом водные растения и водоросли почти не осуществляют фотосинтез зимой. В результате многим травоядным приходится искать другие источники пищи или разрабатывать стратегии выживания, например, накапливать жировые запасы.

Так поступают некоторые виды зоопланктона (микроскопических животных в толще воды): они накапливают полезные жиры (например, омега-3) из водорослей осенью и полагаются на эти запасы, когда зимой еды становится мало. Подобно медведям, зоопланктон может передавать зимние жиры своему потомству, чтобы помочь ему расти весной.

Другая стратегия — снижение метаболизма и подвижности. Сокращая энергозатраты, многие животные уменьшают свою потребность в пище зимой. Некоторые виды форели даже выбирают зимние местообитания так, чтобы сократить дистанции для плавания.

Польза зимнего льда

Замёрзшая зима полезна не только для жизни и химических циклов, но и для природы и людей.

Зима может регулировать другие сезоны. Например, долгие и холодные зимы могут привести к более короткому и прохладному лету в озёрах. В глобальном масштабе наличие зимнего льда сильно влияет на тенденции летнего потепления воды в озёрах.

Тёплое лето может способствовать цветению водорослей (например, сине-зелёных водорослей, или цианобактерий, которые иногда выделяют токсины). Таким образом, долгие и холодные зимы могут помочь уменьшить эту проблему и сохранить качество воды, смягчая лето.

Наше общество также извлекает пользу из ледяного покрова озёр. В северных умеренных регионах замёрзшие озёра предоставляют возможности для отдыха, такие как катание на коньках и подлёдная рыбалка. Далее на севере, где зима — самый длинный сезон, озёрный лёд предлагает важные социально-экономические услуги, такие как транспорт по ледовым дорогам, и может быть важен для культурных традиций и продовольственного самообеспечения.

Таяние льда

Из-за глобального потепления мы часто слышим о таянии ледяного покрова в Северном Ледовитом океане. Хотя это менее освещается в СМИ, пресноводный лёд также сокращается. И быстрее, чем считалось ранее.

Согласно нашим данным, озёра замерзают позже, а вскрываются раньше, по крайней мере, уже два столетия. Однако недавние исследования показали, что зимний лёд исчезает в шесть раз быстрее за последние 25 лет.

В результате тысячи озёр в Северном полушарии больше не замерзают или делают это лишь изредка. Канадские озёра не исключение: ледовое покрытие Великих озёр никогда не было таким низким, как зимой 2024 года. Научное сообщество уже обсуждает последствия потепления зим для коммерческого рыболовства и функционирования этих крупных экосистем.

Мы только начинаем заполнять пробелы в знаниях о зимней экологии озёр. Поэтому пока сложно предсказать, как озёра изменятся с дальнейшей потерей льда.

Только продвигая исследования экологии озёр зимой, мы сможем лучше понять последствия потепления зим. Эта работа закладывает основу для разработки прогнозов, а также стратегий сохранения, смягчения последствий и адаптации как для природы, так и для общества.