Реакция планктона на потепление зависит от питательных веществ
Исследователи из KAUST показали, что продуктивность и биомасса микробных планктонных сообществ будут расти при потеплении воды, но только при условии достаточной доступности питательных веществ.
Реакция морских экосистем на глобальное потепление зависит от сложных факторов. Скорость роста и активность планктонных сообществ в значительной степени определяются доступностью питательных веществ («контроль снизу»), хищничеством («контроль сверху») и изменениями температуры воды.
Потепление, вероятно, сильнее повлияет на жизнь в холодных и умеренных водах, чем в экваториальном поясе. Питательные вещества, необходимые для роста планктона, как правило, более обильны в холодных водах. Если их уровень в океанах снизится из-за повышения температуры, это скажется на всех водных организмах.
«Мы хотели исследовать реакцию на потепление в трёх планктонных сообществах одновременно — пикофитопланктоне, гетеротрофных бактериях и гетеротрофных наножгутиконосцах», — говорит Тамара М. Уэте-Штауффер, постдок в группе Хосе Анхелу Г. Морана в Исследовательском центре Красного моря KAUST.
«Эти три сообщества представляют разные элементы пищевой сети. Фитопланктон — основные производители в океане, подобно растениям в наземной экосистеме. Бактерии перерабатывают растворённое органическое вещество, выделяемое фитопланктоном и другими организмами, а наножгутиконосцы — главные хищники бактерий и мелкого фитопланктона», — поясняет Уэте-Штауффер.
Команда собирала образцы в умеренных водах у северного побережья Испании ежемесячно в течение года. Они инкубировали образцы при in situ температуре, а также на 3 градуса Цельсия выше и ниже. Это позволило рассчитать значения энергии активации, которые показывают, как может измениться скорость (например, чистый рост или метаболизм) в ответ на изменение температуры.
«Наши результаты показали прекрасную синхронизированную согласованность в температурном отклике всех трёх планктонных сообществ, хотя они играют разные роли в экосистеме», — говорит Моран. «Их синхронизированная чувствительность к температуре в значительной степени определялась доступностью питательных веществ: если организмы сильно ограничены доступностью пищи или своими потребителями, то будущее потепление окажет очень ограниченное влияние на усиление их роста».
Эти результаты легли в основу общей концептуальной модели реакции морских экосистем на глобальное потепление. «С тех пор мы провели четыре аналогичных эксперимента в прибрежной зоне Красного моря, которые послужат проверкой универсальности модели в одних из самых горячих морских вод на Земле», — добавляет Моран.