Природное удобрение для океана

Ученые обнаружили, что антарктический криль — крошечное ракообразное, похожее на креветку, — играет ключевую роль в удобрении Южного океана железом, что стимулирует рост фитопланктона, микроскопических растений, лежащих в основе морской пищевой сети. Это открытие важно для понимания способности океанов улавливать углерод.

Команда европейских исследователей сообщает в журнале Current Biology, что частицы железосодержащих пород растворяются в кислой пищеварительной системе криля. Это открытие является важным шагом в понимании ключевых процессов в одном из самых биологически богатых регионов нашей планеты.

Частицы, которые обычно опускаются на морское дно, поедаются крилем. Внутри их кислого кишечника железо высвобождается из этих частиц и может попадать в океан в растворенной форме — напрямую от криля, от микроорганизмов, разлагающих его фекальные пеллеты, или от китов, тюленей и пингвинов, которые его поедают. Криль также производит химические вещества, связывающие железо (лиганды), которые не дают ему снова прикрепиться к частицам и, таким образом, высвобождают его обратно в океан.

Это естественное удобрение железом стимулирует рост фитопланктона — крошечных растений, которые цветут в свободных ото льда поверхностных водах во время антарктического лета и формируют основу пищевой сети Южного океана. Этот процесс также усиливает способность Южного океана к естественному хранению углекислого газа.

Ведущий автор Катрин Шмидт, проводившая исследование в Британской антарктической службе (BAS), отмечает, что фитопланктонные цветения играют критическую роль как в поддержании экосистемы, так и в переработке углерода из атмосферы. В условиях потепления климата поставка минеральных частиц из наземных источников в океан, вероятно, увеличится, и важно понять, как океаны отреагируют в будущем. Это открытие дает новое понимание того, как богатые железом частицы породы превращаются этими удивительными животными в океаническое удобрение.

Железо — важнейший элемент для жизни, но в больших частях мирового океана его концентрации ограничены. Частицы наземного происхождения, такие как мелкие зерна горных пород от ледниковой эрозии, переносимые ветром пыль и речные стоки, являются потенциальным источником железа для океана, но подавляющее большинство его нерастворимо и опускается на дно.

Соавтор работы доктор Ангус Аткинсон из Плимутской морской лаборатории подчеркивает, что, хотя способность криля перерабатывать железо, уже включенное в биологическую материю, была известна, впервые обнаружено, что их способности выходят за рамки простой переработки. Эта способность превращать железо в удобряющий раствор, обогащающий прибрежные и океанические воды, меняет наше представление о том, как океан может реагировать на будущие изменения.

Команда проанализировала данные исследовательского рейса на судне RRS James Clark Ross, управляемом BAS, вокруг субантарктического острова Южная Георгия в 2010/2011 гг. Фитопланктонные цветения ниже по течению от Южной Георгии были более интенсивными и продолжительными при высокой численности криля. По словам исследователей, очень вероятно, что и другие океанические фильтраторы, такие как сальпы, копеподы и мизиды, могут обладать аналогичным механизмом растворения железа.