Тающие снежные шапки питают вредоносные цветения водорослей в Аравийском море
Уникально устойчивый организм, практически не встречавшийся в Аравийском море 20 лет назад, стремительно размножается и распространяется, образуя густые, зловонные зеленые завихрения, видимые даже из космоса. Этот необычный организм — Noctiluca scintillans, планктонное существо миллиметрового размера с необычайной способностью выживать, процветать и вытеснять диатомовые водоросли — фотосинтезирующий планктон, традиционно поддерживающий пищевую сеть Аравийского моря. Поскольку Noctiluca не является предпочтительной пищей для более крупных организмов, эти масштабные цветения, повторяющиеся ежегодно и длящиеся несколько месяцев, разрушают основу морской пищевой цепи региона, угрожая рыболовству, от которого зависят 150 миллионов человек, и, возможно, усугубляют рост криминального пиратства.
Новое исследование, опубликованное на этой неделе в Scientific Reports (Nature), описывает, как продолжающаяся потеря снега в регионе Гималайско-Тибетского нагорья подпитывает расширение этого разрушительного цветения водорослей. Исследование под руководством Жоакима И. Госа из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета использует полевые данные, лабораторные эксперименты и десятилетия спутниковых снимков NASA для связи роста Noctiluca в Аравийском море с таянием ледников и ослаблением зимнего муссона.
В норме холодные зимние муссонные ветры, дующие с Гималаев, охлаждают поверхность океана. Эти холодные воды опускаются и замещаются богатыми питательными веществами водами снизу. Эта конвективная циркуляция аналогична опусканию кубика льда в чашку с горячим кофе. В это время фитопланктон, основа пищевой цепи, процветает в освещенных солнцем, богатых питательными веществами верхних слоях. Однако с сокращением ледников и снежного покрова в Гималаях муссонные ветры, дующие с суши, становятся теплее и влажнее, что приводит к ослаблению конвективного перемешивания и снижению поступления питательных веществ в верхние слои.
В этом сценарии фитопланктон, такой как диатомеи, оказывается в невыгодном положении, но не Noctiluca. В отличие от диатомей, Noctiluca (также известная как «морская искра») не полагается только на солнечный свет и питательные вещества; она также может выживать, поедая другие микроорганизмы. Noctiluca содержит тысячи фотосинтезирующих эндосимбионтов внутри своей шарообразной, прозрачной, похожей на теплицу клетки. Зеленые симбионты обеспечивают её энергией от фотосинтеза, а хвостоподобный жгутик позволяет захватывать микроскопический планктон из окружающей воды в качестве дополнительного источника пищи.
Этот двойной способ получения энергии дает Noctiluca огромное преимущество для процветания и разрушения классической пищевой цепи Аравийского моря. Её второе преимущество в том, что эндосимбионты накапливают в клетке много аммиака, делая организм невкусным для более крупных травоядных. В-третьих, накопленный аммиак также служит резервуаром азотистых питательных веществ для симбионтов, делая их менее уязвимыми к сокращению поступления питательных веществ из-за ослабленной конвекции.
«Это, вероятно, одно из самых драматических изменений, связанных с изменением климата, которые мы видели», — сказал Гос, который вместе с исследователем Хельгой до Розарио Гомес изучает стремительный рост этого организма уже более 18 лет. Исследование дает убедительные новые доказательства каскадного воздействия глобального потепления на индийские муссоны с социально-экономическими последствиями для больших популяций Индийского субконтинента и Ближнего Востока.