Сальпы удобряют Южный океан эффективнее, чем криль

Учёные из Института Альфреда Вегенера впервые экспериментально измерили высвобождение железа из фекальных пеллет криля и сальп в естественных условиях и проверили его биодоступность на естественном сообществе микроводорослей Южного океана. По сравнению с фекалиями криля, антарктический фитопланктон может легче усваивать микроэлемент железо из пеллет, производимых сальпами. Наблюдения за последние 20 лет показывают, что в результате изменения климата антарктический криль всё чаще вытесняется сальпами в Южном океане. В будущем сальпы могут эффективнее стимулировать фиксацию парникового газа CO₂ в антарктических микроводорослях, чем криль, как сообщает команда исследователей в журнале Current Biology.

Во многих районах Южного океана железо является основным лимитирующим ресурсом для роста фитопланктона. Соответственно, количество доступного железа сильно влияет на то, сколько CO₂ микроводоросли могут зафиксировать и, в свою очередь, сколько биомассы доступно у основания пищевой сети. Исследования ясно показывают, что по мере прогрессирования изменения климата антарктический криль, ключевой вид Южного океана, будет всё больше вытесняться сальпами.

«Мы исследовали, что будет означать смена доминирования с криля на сальп для первичной продукции», — объясняет доктор Скарлетт Тримборн из Института Альфреда Вегенера. В ходе экспедиции на исследовательском судне Polarstern она и её коллеги провели эксперименты с естественными популяциями фитопланктона в Южном океане у острова Элефант. В качестве источника железа учёные предлагали сообществам микроводорослей фекальные пеллеты криля и сальп, поскольку смена доминирования между двумя видами будет означать в будущем более высокое производство фекалий сальпами.

«Мы были удивлены, обнаружив, что по сравнению с крилем, фекальный материал сальп высвобождал больше железа на микрограмм углерода. Кроме того, мы установили, что железо, высвобождаемое из фекальных пеллет сальп, было более биодоступным для фитопланктона, чем железо из пеллет криля», — сообщает Себастьян Бёкманн, первый автор исследования. Сообщества фитопланктона могли усваивать в пять раз больше железа из фекальных пеллет сальп, чем из фекалий криля. Это улучшенное усвоение может быть связано с лигандами, которые повышают биодоступность железа для водорослей. Этот аспект может привести к значительному увеличению фиксации CO₂ фитопланктоном.

Южный океан чрезвычайно важен для будущего нашего климата, так как его обширные водные пространства потенциально могут поглощать или выделять большие количества CO₂ из атмосферы или в неё. В некоторых регионах, например, вокруг Антарктического полуострова, изменение климата влияет на ледовый покров. Когда океан свободен ото льда, больше солнечного света проникает в верхние слои воды, обеспечивая источник энергии для фотосинтеза. Однако именно доступность ресурса железа в основном определяет поглощение CO₂ микроводорослями. «Хотя мы знаем, из каких источников железо поступает в Южный океан, до сих пор совершенно неясно, сколько железа могут усвоить микроводоросли, особенно с учётом его высвобождения при рециклинге со стороны пасущихся организмов, таких как сальпы и криль. Наше исследование вносит важный вклад в моделирование биогеохимических циклов в Южном океане завтрашнего дня», — подводит итог Тримборн.