Сахара переносят много углекислого газа в глубины океана
В освещённом солнцем поверхностном слое океана фотосинтезирующие микроводоросли, такие как диатомеи, преобразуют больше CO2 в биомассу, чем тропические леса Земли. Как и наземные растения, диатомеи запасают углекислый газ в виде полимерных углеводов — длинноцепочечных сахаров. Однако было сложно количественно оценить, сколько CO2 может быть запасено в глобальном океане этим путём.
Исследовательская группа Marine Glycobiology из Института морской микробиологии им. Макса Планка и MARUM (Центра наук о морской среде Бременского университета) в сотрудничестве с Институтом полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера использовала недавно разработанный ферментативный анализ для измерения концентраций длинноцепочечного сахара ламинарина — важного источника энергии для микроводорослей, включая диатомеи.
Ламинарин фиксирует CO2
На основе анализа микроводорослей из Северного Ледовитого, Атлантического и Тихого океанов и Северного моря учёные установили, что в среднем 26% их биомассы составляет ламинарин. Это количество указывает, что фотосинтез в поверхностном океане ежегодно производит в среднем 12 гигатонн углерода в форме ламинарина водорослей. Для сравнения: по данным Глобального углеродного бюджета 2019, человечество выбросило 11,5 гигатонн углерода в 2018 году.
Однако лишь небольшая часть углерода, связанного ламинарином, удаляется из атмосферы навсегда — большая часть высвобождается обратно естественными процессами. В 2018 году океаны поглотили около 2,6 гигатонн углерода постоянно. Тем не менее, полученные данные показывают, что сахара, такие как ламинарин, важны и для постоянного захоронения углерода в море.
Кроме того, учёные обнаружили, что ламинарин составляет до 50% органического углерода в опускающихся частицах, содержащих диатомеи. Это указывает на центральную роль ламинарина в переносе углерода из поверхностных вод в глубины океана.
Суточные вариации
Поскольку микроводоросли — основа морской пищевой сети, ламинарин занимает важное место в глобальной экологии океана. Исследователи выяснили, что количество сахара в клетках водорослей значительно увеличивается в течение дня и уменьшается ночью, по аналогии с сезонным накоплением энергии в крахмалистых корнях и плодах наземных растений. Это может сильно влиять на пищевое поведение морских животных, так как время суток определяет, сколько сахара (и энергии) они получают при питании.
Эти результаты подчёркивают выдающуюся экологическую роль и биохимическую функцию сахара ламинарина в океане.