Экология Крошечные, покрытые панцирем микроскопические организмы, которые путешествуют вместе с океаническими течениями, могут адаптироваться и выжить, если океаническая вода станет более теплой и более кислой, как показали новые исследования.
Если это будет так, то планктон может стать еще более хрупким и превратиться в нечто вроде картофельной шелухи, поэтому вряд ли будет питательной пищей для тех, кто его потребляет.
Углекислый газ, который вызывает парниковый эффект, скапливаясь в атмосфере, в конечном счете, растворяется в океанах, поэтому вода становится более кислой. Как это отразится на жизни океана, пока точно не ясно, однако множество исследований пытаются выяснить это.
В ходе новых исследований, группа ученых из Центра океанографических исследований Хельмхольтц в Киле, Германия, вырастила в лаборатории планктон вида Emiliania huxleyi, чтобы проверить его самочувствие при высоких уровнях углекислого газа, растворенного в воде.
Ученые обратили внимание именно на этих существ по нескольким причинам. Как и другие виды фитопланктона, E. huxleyi является основой многих пищевых цепочек в океане. Более того, эти существа кохколитофоры, которые строят панцирь из карбоната кальция. Кислотность океана может повлиять на способность строительства этих панцирей, так как в кислой воде будет меньше материала для их строительства.
Проверка кислотности океана
Водородный показатель pH океанов, на основе которого судят о кислотности морской воды, в середине 18-го века составлял 8,25, а в 2004 году – 8,14.
В ходе экспериментов ученые подвергли выращенный планктон влиянию высокой концентрации углекислого газа, который был в 4 раза больше, чем в атмосфере. Исследователи обнаружили, что планктон может адаптироваться в таких условиях и даже продолжать строить панцири, однако эти панцири окажутся не слишком прочными.
Способность адаптироваться к новым условиям и выжить заняло у микроорганизмов менее года (хотя за это время планктон пережил около 500 поколений). Впервые ученые смогли проследить за эволюцией планктона, изучив столько поколений. В своих экспериментах исследователи использовали планктон одного и того же генетического состава, поэтому все изменения были на уровне проявления генов. Гены, которые участвовали в данных изменениях, будут более подробно изучены учеными в дальнейшем.
Исследователи заметили, что при высоких уровнях углекислого газа, планктон растет быстрее (и, в конечном счете, становится больше), однако он не может строить панцири так же быстро, как обычно. Если сравнить самые первые поколения с последующими, то можно сказать, что вторые начинают адаптироваться, а строительство панцирей ускоряется, однако они все равно не достигают того уровня скорости, который имели при нормальном количестве растворенного углекислого газа. Отношение панцирного вещества к сухому весу планктона снижается.
Океанический фаст фуд?
Даже если планктон будет эволюционировать, чтобы справиться с высокой кислотностью океана, это не значит, что не пострадают пищевые цепочки. Изменение химического состава воды отразится на питательных свойствах планктона, и, значит, те, кто им питается, не будут получать нормальной пищи. Эти условия также могут повлиять на метаболизм морских существ. "Планктон может стать чем-то похожим на картошку фри, - сказали ученые. – Углеродно-азотистый баланс будет нарушен, что плохо отразится на питательных веществах, необходимых для тех, кто питается планктоном, например, медуз, копеподов и креветок".
Для того чтобы изготовить панцирь, планктон использует два иона гидрокарбоната в воде, превращая его в карбонат кальция и воду, высвобождая дополнительную молекулу углекислого газа (CO2). То есть, чем быстрее они растут, чем больше CO2 оказывается в воздухе. Ситуация оказывается еще более сложной потому, что планктон забирает некоторое количество углерода после смерти, унося его с собой на дно океана. Планктон может фотосинтезировать, как и другие растения, поэтому, забирая углекислый газ, он высвобождает кислород.
Если планктон Emiliania будет плохо себя чувствовать в новых условиях, другие животные последуют его примеру. Окисление вод может поменять состав живых существ в океане, что, в конечном итоге, отразится на человеке.
