Исследование: Глубоководные организмы живут в условиях «пира или голода» из-за потоков энергии

Ученые впервые отследили, какое количество энергии от растений и животных с поверхности открытого океана сохраняется в виде частиц, опускающихся на морское дно более чем на две мили вглубь, где, как они утверждают, существует удивительно устойчивая экосистема.

Новое исследование, опубликованное на этой неделе в Nature Communications, показывает, как мало энергии сохраняется. Большая ее часть теряется в верхней толще воды из-за бактерий, которые вычищают любые частицы в поисках пищи. Однако некоторые диатомеи — особый тип одноклеточных водорослей — достаточно тяжелы, чтобы после гибели опускаться, как камень, достигая морского дна до того, как бактерии успеют выщелочить все питательные вещества и энергию. Эти мертвые, но богатые диатомеи прибывают на дно океана с большей частью своего энергетического запаса нетронутой и формируют пищевую сеть, включающую трубчатых червей, мелких крабов и другие организмы, живущие в условиях «пира или голода».

«Диатомеи составляют всего около 3–5% фитопланктона на поверхности, но обеспечивают большую часть энергии, достигающей океанского дна», — отметил Рикардо Летелье, морской эколог из Университета штата Орегон и соавтор исследования. — «У этих крупных диатомей есть кремниевые оболочки, которые делают их тяжелыми и позволяют опускаться до того, как их запасы истощатся. Энергия — забавная штука. Вы можете съесть пончик или кусок угля, и в обоих может содержаться примерно одинаковое количество углерода. Но от угля вы не получите много энергии. Обычно мы измеряем количество углерода в организмах, а не количество энергии, которое они обеспечивают. Это исследование — одно из первых, сосредоточенных именно на энергии, и результаты удивительны».

Несколько лет назад исследователи, сосредоточившие свое исследование на Северном Тихоокеанском субтропическом круговороте, обнаружили еще один аспект, способствующий существованию «пира или голода» у организмов на дне океана. Существует огромный пик продукции диатомей в последние две недели августа, создающий резкий всплеск производства пищи для этой среды. «Вы можете сверять по нему календарь — последние пару недель августа — сезон диатомей», — сказал Летелье. — «Организмы, находящиеся на глубине более двух миль, могут объедаться в течение короткого периода, а затем им приходится выживать на очень скудном рационе до конца года. К счастью, это холодноводная среда, а значит, у них низкий метаболизм, поэтому, вероятно, им и не нужно много».

Исследование важно, потому что до сих пор нет полного понимания, как океан удовлетворяет энергетические потребности всех обитающих в нем организмов. Продукция фитопланктона на поверхности — огромный источник, но все еще неясно, насколько ее хватает для поддержания всей жизни, наблюдаемой в глубоких районах океана. К другим источникам относятся гидротермальные источники, метановые сипы, этан, а также различные атмосферные и наземные источники углерода. «Мы все еще очень далеки от полного понимания уровня энергетических потребностей и источников», — заключил Летелье.