Понимание закономерностей распределения биомассы на морском дне
Анализ обширной базы данных выявил тесную связь между биологической продуктивностью в поверхностных слоях океана и закономерностями распределения биомассы и численности организмов на морском дне, что помогает объяснить значительные региональные различия. Исследование провела международная команда ученых из нескольких институтов, включая Национальный океанографический центр (NOC), с использованием данных, собранных в рамках проекта «Перепись морской жизни» (Census of Marine Life, CoML).
Подавляющая часть биологической продукции в мировом океане создается в освещенной солнцем поверхностной зоне — так называемой фотической зоне. Благодаря процессу фотосинтеза, крошечные морские растения — фитопланктон — используют энергию солнечного света для создания богатых углеродом органических молекул. После их гибели часть органического вещества опускается на глубину, где служит пищей для всего разнообразия глубоководной жизни.
«За исключением хемосинтетических сообществ вокруг гидротермальных источников и других источников химической энергии, глубоководные экосистемы полностью зависят от поступления органического материала с поверхности, за много миль выше», — отметил доктор Брайан Бетт из NOC.
Исследователи собрали данные о биомассе и численности видов, обитающих на морском дне в разных регионах, многие из которых были получены в ходе полевых проектов CoML. Для моделирования и прогнозирования запасов биомассы на дне они использовали компьютерный алгоритм Random Forests, учитывающий биологическую продукцию в фотической зоне, количество органического вещества, экспортируемого на глубину, рельеф дна и характеристики придонных вод.
Анализ показал сильную положительную связь между продукцией на поверхности и экспортом органического вещества, с одной стороны, и прогнозируемыми закономерностями распределения биомассы и численности на дне — с другой. Рельеф дна и характеристики придонных вод играли второстепенную, но значимую региональную роль.
Согласно результатам, биомасса на морском дне наиболее высока в полярных регионах и на континентальных окраинах, где апвеллинг поставляет питательные вещества для роста фитопланктона. Высокие значения также наблюдаются у экватора, где взаимодействие ветровых течений вызывает подъем вод. В то же время, постоянно низкая биомасса характерна для центральных абиссальных равнин крупных океанических бассейнов. Доминирование разных групп организмов по численности или биомассе зависит от глубины: в пищево ограниченных глубинах преобладают мелкие организмы.
«Наше исследование подчеркивает огромную ценность и непреходящую важность долгосрочных наблюдений и международного сотрудничества для понимания наших океанов и их экосистем», — заключил доктор Бетт.