Сезонные изменения в сообществах пикопланктона Красного моря

Сообщества крошечного пикопланктона в океанах многое говорят о здоровье морских экосистем и пищевых сетей. Исследователи из KAUST изучили, как численность этих организмов меняется в течение года в прибрежных и открытых водах Красного моря, а также исследовали хищников и вирусы, которые их контролируют.

Бактериальные компоненты планктона в значительной степени определяют потоки энергии в водной пищевой сети в бедных питательными веществами регионах, осуществляя фотосинтез и рециркуляцию растворенного углерода и других питательных веществ. Цианобактерии являются автотрофами, то есть производят пищу самостоятельно, используя такие ресурсы, как свет и CO₂. В свою очередь, гетеротрофные бактерии и археи питаются растворенным органическим веществом в воде. Обе группы служат пищей для других организмов, включая пасущихся гетеротрофных нанофлагеллят.

Эти два новых исследования заполняют пробел в понимании тропических морских экосистем — того, как структурированы и функционируют сообщества бактериопланктона в этих обширных, малоизученных регионах.

Исследование прибрежных вод

В работе Эман Саббаг изучались мелководные прибрежные воды. В течение года еженедельно анализировались пробы из гавани KAUST. Целью было понять эти автотрофные сообщества и влияние факторов «сверху вниз» (вирусная атака и выедание гетеротрофными нанофлагеллятами), а также факторов «снизу вверх», таких как доступность питательных веществ.

Высокое разрешение по времени выборки позволило задокументировать прямую и устойчивую динамику «хищник-жертва» между вирусами и их бактериальными хозяевами. Смертность от вирусов вместе с выеданием нанофлагеллятами, по-видимому, доминировала в потерях бактериопланктона в прибрежной зоне Красного моря на протяжении большей части года. Это говорит о том, что контроль «сверху вниз» является фундаментальным в регулировании численности бактерий.

Исследование открытого моря

В работе Наджвы Аль-Отайби изучался участок в открытом море в центральной части Красного моря. В течение двух лет периодически отбирались пробы воды с фиксированных глубин до 700 метров. Измерялись численность и клеточные характеристики различных автотрофных и гетеротрофных групп пикопланктона при мониторинге переменных окружающей среды.

Результаты показали четкую сезонную изменчивость, особенно в поверхностных группах (верхние 100 метров), с пиком численности автотрофного пикопланктона летом и спадом зимой. Это исследование стало первым подробным описанием влияния вертикальных градиентов на распределение сообществ пикопланктона по сезонам. Эта сезонность должна учитываться во всех будущих исследованиях пелагической экосистемы Красного моря.

Долгосрочные, хорошо организованные исследования тропических районов будут иметь фундаментальное значение для проверки текущих гипотез о будущих направлениях изменений в самых теплых водоемах Земли. Кроме того, они могут дать представление о будущем наших океанов, поскольку, если не замедлить изменение климата, то текущие условия в тропических регионах вскоре будут наблюдаться и в более высоких широтах.