Сдвиг в планктоне Аравийского моря может угрожать рыболовству: Растущая «мертвая зона» способна нарушить пищевую цепь

Растущая «мертвая зона» в центральной части Аравийского моря позволила планктону, уникально приспособленному к воде с низким содержанием кислорода, захватить основание пищевой цепи. Его доминирование, установившееся за последнее десятилетие, может иметь катастрофические последствия для хищных рыб, которые кормят 120 миллионов человек, живущих на побережье этого моря.

Ученые из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета и их коллеги впервые задокументировали быстрое распространение зеленой Noctiluca scintillans — необычного динофлагеллята, который поедает другой планктон и получает энергию от солнца через микроскопические водоросли, живущие внутри его клеток. Густые цветения Noctiluca каждую зиму окрашивают Аравийское море в изумрудно-зеленый цвет от берегов Омана на западе до Индии и Пакистана на востоке.

В исследовании, опубликованном на этой неделе в Nature Communications, ученые показывают, как миллионы зеленых водорослей, живущих внутри клеток Noctiluca, позволяют ей процветать в бедной кислородом мертвой зоне размером с Техас. Они предполагают, что поток богатых питательными веществами сточных вод из быстрорастущих городов на побережье Аравийского моря расширяет мертвую зону и подпитывает рост Noctiluca.

До недавнего времени основу пищевой цепи Аравийского моря составляли фотосинтезирующие диатомеи. Зоопланктон питался этими водорослями, а сам служил пищей для рыб. В начале 2000-х годов все изменилось. Исследователи начали наблюдать обширные цветения Noctiluca и резкое сокращение численности диатомей и содержания растворенного кислорода в толще воды. В течение десятилетия Noctiluca практически полностью заменила диатомеи в основании пищевой цепи, ознаменовав начало колоссальной экосистемной перестройки.

Чтобы понять ключ к успеху Noctiluca, исследователи провели три последовательные зимы, начиная с 2009 года, на борту индийского научного судна Sagar Sampada. Проводя эксперименты, они обнаружили, что в бедной кислородом воде скорость фиксации углерода у Noctiluca возрастала до 300%, в то время как у диатомей падала почти на столько же. Noctiluca также росла быстрее на свету, благодаря своим эндосимбионтным водорослям.

Исследователи также попытались выявить хищников, поедающих Noctiluca. Поместив сальп в ведра с водой, густой от цветения Noctiluca, они за час наблюдали заметное просветление воды. Подсчеты показали, что одна сальпа может очистить около двух третей ведра Noctiluca за час. Однако Noctiluca слишком велика для ракообразных, которые обычно питаются диатомеями, что вызывает опасения по поводу формирования альтернативной пищевой цепи без привычных хищных рыб.

Авторы исследования связывают расцвет Noctiluca в значительной степени с растущим сбросом сточных вод в Аравийское море на фоне взрывного роста прибрежного населения. Например, население Мумбаи за последнее десятилетие удвоилось до 21 миллиона человек. Ежедневно регион сбрасывает в море 63 тонны азота и 11 тонн фосфора. Климатические изменения, усиливающие летние муссонные ветры, также поднимают больше питательных веществ со дна, усугубляя проблему.