Крошечные цианобактерии оказались главными помощниками океана в поглощении углерода

Учёные долгое время считали, что крупный фитопланктон эффективнее переносит углерод на дно океана. Однако исследование Jingjing Zhang и коллег, опубликованное в AGU Advances, ставит это предположение под сомнение. Речь идёт о биологическом углеродном насосе — механизме, который переносит органический углерод с поверхности океана на глубину, где он может оставаться сотни и тысячи лет. Это один из главных способов, которым океан поглощает углерод из атмосферы.

Что показало исследование в Южно-Китайском море

Учёные использовали осадочные ловушки, установленные на глубине 1000 метров в Южно-Китайском море, и проводили многолетние наблюдения за сообществами фитопланктона на поверхности. Результаты оказались неожиданными: примерно две трети углерода, секвестрированного в океане, поступает не от эукариотических микроводорослей, а от цианобактерий — другой крупной группы фитопланктона.

Почему цианобактерии эффективнее

Цианобактерии — это крошечные, часто одноклеточные прокариотические организмы, названные так из-за сине-зелёного цвета, который они приобретают при массовом размножении. Главная причина их большей роли в углеродном насосе заключается в том, что углерод из микроводорослей теряется во время погружения на глубину, а углерод из цианобактерий — нет.

Механизм защиты углерода

Процессы агрегации и балластирования помогают углероду из цианобактерий погружаться более эффективно. Углерод от цианобактерий включается в более крупные комки, содержащие также другие минералы. Это снижает потери углерода во время погружения, ограничивая микробную деградацию органического вещества.

Сезонные колебания и стабильность

Исследователи обнаружили, что производство углерода и структура фитопланктона на поверхности значительно варьируются в зависимости от сезона и доступности питательных веществ. Однако эффективность и источник углерода, собранного на глубине, остаются относительно стабильными в течение года. Это указывает на надёжность цианобактерий как источника углеродного секвестра.

Определение источника углерода

Учёные смогли связать собранный углерод с группами фитопланктона на поверхности, используя сигнатуры углеродных изотопов аминокислот, найденные на глубине 1000 метров. Это позволило им точно определить происхождение углерода и его путь в глубины океана.

Значение для моделирования климата

Эти находки могут изменить способ построения моделей углеродного секвестра в океане и имеют значение для понимания того, как биологический углеродный насос будет изменяться в ответ на изменение климата. Результаты также объясняют, почему высокоширотные системы, доминируемые крупным фитопланктоном, не всегда показывают более высокую эффективность органического углеродного секвестра, чем низкоширотные олиготрофные круговороты, богатые цианобактериями.

Это данные исследования, а не медицинский совет.