Турбулентность и доступность питательных веществ определяют изменения в микробных сообществах Красного моря

Сезонные изменения турбулентности и доступности питательных веществ формируют микробные сообщества в Красном море. Исследователи из Центра морских экологических наблюдений Saudi Aramco-KAUST с помощью пробоотборника CTD, совмещающего бутыли для проб с датчиками температуры и электропроводности воды, измеряли условия и отбирали образцы для анализа планктонных микробных сообществ в разных частях Красного моря в различные сезоны. Секвенирование генов рРНК из этих образцов позволило отследить, как сообщества менялись со временем.

Учёные обнаружили, что в целом наибольшее разнообразие наблюдается в южной части Красного моря, а наименьшее — в центральной. Однако сообщества варьировались во всех регионах и сезонно как на севере, так и на юге. На юге наименьшее разнообразие было осенью, когда высокая доступность питательных веществ давала энергию для роста более крупного планктона, а низкая турбулентность минимизировала взаимодействие с хищниками. В результате эти группы доминировали, снижая общее видовое богатство. Весной более высокий уровень турбулентности облегчал хищному зоопланктону поиск добычи и сдерживал её, увеличивая разнообразие сообществ. На севере уровень питательных веществ остаётся низким круглый год, но сезонные изменения турбулентности всё же влияли на состав и структуру сообществ, хотя и в меньшей степени.

Эти результаты подтверждают 15-летнюю модель, связывающую структуру сообщества с физическими факторами, такими как турбулентность и уровень питательных веществ. «Первоначальное исследование было основано на сообществах фитопланктона, но мы смогли охватить всё микробное сообщество с помощью секвенирования и показать, что исходная теория применима ко всему планктонному сообществу», — поясняет исследователь Джон Перман.

Несмотря на новое подтверждение, модель остаётся в разработке, и учёные включают в неё влияние дополнительных факторов, таких как течения. «По-прежнему многое неизвестно о морской микробной среде, хотя она является основой пищевых сетей, химического цикла и фиксации углерода, — говорит Перман. — Крайне важно понимать, как микробное сообщество реагирует на различия в температуре, питательных веществах и турбулентности, особенно в свете изменения климата».

Команда планирует продолжать уточнять понимание, изучая микробные сообщества вдоль широтной оси Красного моря, вдали от влияния побережья, а также учитывая в моделях эффект циркуляции вод.