Исследователи отследили, как дефицит железа нарушает фотосинтез у ключевых океанических водорослей

Исследователи из Университета Рутгерса (США) впервые детально изучили в естественных условиях, как нехватка железа нарушает процесс фотосинтеза у морского фитопланктона — микроскопических водорослей, производящих значительную часть земного кислорода. Результаты работы, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывают, что при дефиците железа до 25% светособирающих белков в клетках водорослей «отключаются» от энергопроизводящих центров.

Железо является критически важным микроэлементом для фитопланктона, который формирует основу океанических пищевых цепей. Оно попадает в океан с пылью из пустынь и с талыми ледниковыми водами. «Каждый второй наш вдох содержит кислород из океана, выделенный фитопланктоном. Наше исследование показывает, что железо является лимитирующим фактором в способности фитопланктона производить кислород в обширных регионах океана», — пояснил соавтор работы Пол Г. Фальковски.

В ходе экспедиции в Южную Атлантику и Южный океан в 2023–2024 годах исследователи с помощью специальных флуориметров измерили, как дефицит железа заставляет фитопланктон тратить больше поглощённой световой энергии на бесполезную флуоресценцию, а не на фотосинтез. Эксперименты in situ показали, что добавление железа позволяет водорослям «переподключить» свои внутренние светособирающие системы, восстановив эффективность.

Это открытие важно для прогнозирования последствий изменения климата, который может изменить циркуляцию океана и поступление железа. Снижение продуктивности фитопланктона напрямую скажется на морских экосистемах, поскольку он является основной пищей для криля, а через него — для пингвинов, тюленей и китов.