Под арктическим льдом нашли «невозможные» формы жизни, важные для экосистемы
Ученые обнаружили под арктическими морскими льдами особые формы жизни, существование которых в этих темных и холодных условиях ранее считалось невозможным. Это открытие может иметь глобальные последствия для климатических моделей. Азот составляет около 78 процентов земной атмосферы, и все организмы нуждаются в нем для выживания, однако большинство из них не могут усваивать этот элемент, пока он не будет преобразован в аммиак или аммоний. Микробы, способные поглощать азот из воздуха, называются азотфиксаторами, и они являются основополагающим ресурсом для целых экосистем. Исторически ученые полагали, что в океанах они встречаются исключительно в теплых тропических водах.
Теперь представления изменились. Ведущий автор исследования, биолог Лиза фон Фризен из Копенгагенского университета, пояснила, что ранее считалось, что фиксация азота не может происходить под морским льдом, поскольку условия для организмов, осуществляющих этот процесс, были слишком плохими. Однако это предположение оказалось ошибочным. Только за последнее десятилетие исследователи начали рассматривать Северный Ледовитый океан как упускаемый из виду источник азотфиксирующих бактерий. В то время как ученые ранее находили азотфиксаторы в холодных арктических водах, группа фон Фризен впервые обнаружила эти микробы непосредственно под морским льдом.
Пробы из Центрального Арктического бассейна и Евразийской Арктики выявили сообщество процветающих микробов, известных как нецианобактериальные диазотрофы. Это бактерии, которые фиксируют азот, но не осуществляют фотосинтез. Исследователи пока не доказали, что эти микробы активно фиксируют азот в Арктике, а лишь установили, что они обладают генетическим аппаратом для этого. Однако их распространенность и количество позволяют предположить, что они тесно связаны с процессами фиксации азота в регионе.
Если это подтвердится, эти микроскопические формы жизни могут оказать глобальное влияние. Исследователи обнаружили, что на окраинах арктического морского льда концентрируется больше азотфиксирующих бактерий и наблюдается более высокая активность фиксации. Это говорит о том, что по мере быстрого таяния арктических льдов из-за изменения климата эти уникальные микробы могут распространяться, изменяя морскую пищевую сеть и воздействуя на саму атмосферу. Нецианобактериальные диазотрофы являются пищей для водорослей, и если водоросли расширят свое присутствие в Арктике, они смогут поддержать более богатую пищевую цепь. По словам фон Фризен, поскольку водоросли являются основной пищей для мелких животных, таких как планктонные ракообразные, которых, в свою очередь, поедает мелкая рыба, увеличение количества водорослей может в конечном итоге повлиять на всю пищевую цепочку.
Увеличение количества водорослей в Арктике также может привести к связыванию большего объема углекислого газа из атмосферы. Морской микробный эколог Лассе Риманн объясняет, что если производство водорослей увеличится, Северный Ледовитый океан будет поглощать больше CO2, поскольку больше углекислого газа будет связываться в биомассе водорослей. При этом он отмечает, что биологические системы очень сложны, и давать точные прогнозы трудно, поскольку другие механизмы могут действовать в противоположном направлении. Риманн утверждает, что совершенно ясно одно: азотфиксаторы в Арктике должны быть включены в будущие климатические модели. Исследовательская группа приходит к выводу, что таяние морского льда может прямо или косвенно стимулировать фиксацию азота, и призывает к будущим усилиям по моделированию, направленным на изучение масштабов и динамики этого процесса в Северном Ледовитом океане.
Исследование было в журнале Communications Earth & Environment.