Миксотрофы, которые обладают характеристиками как животных, так и растений, могут помочь смягчить эффект морских тепловых волн в океанических экосистемах.
Почти два года, начиная с 2014 года, воды вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки испытывали крупнейшую по величине и продолжительности морскую тепловую волну из когда-либо зафиксированных.
Многие виды были уничтожены, не выдержав повышения температуры океана на 2,4°С (4,3°F) относительно нормы. Заросли водорослей рядом с северной Калифорнией сократились более чем на 90 процентов, умерло около миллиона или более морских птиц, а рыболовные предприятия закрывались, что стоило некоторым рыболовным сообществам сотни миллионов долларов.
Но одна неприметная группа организмов смогла перенести жару относительно неплохо — нарушив законы биологического деления на животных и растения.
В новом исследовании предполагается, что гибкий образ жизни этих организмов может сделать их ключевым звеном в выживании океанических экосистем в условиях продолжающегося потепления климата.
Одна из первых вещей, о которой многие люди узнают на уроке биологии, заключается в том, что можно провести базовую линию между двумя типами жизни на Земле.
На одной стороне находятся автотрофы, это растения, которые в основном используют фотосинтез для получения пищи из воздуха, воды и минералов, черпая энергию из солнечного света.
На другой — гетеротрофы, это животные, которые не способны осуществлять фотосинтез и поэтому должны питаться другими организмами с целью получения энергии.
Это разделение — хорошая отправная точка, но, как в любом упрощённом повествовании, здесь многое упущено. Повсеместно на планете существуют организмы под названием миксотрофы, совмещающие обе пищевые стратегии.
Различные виды миксотрофов формируют немалую часть океанического планктона и жизненно необходимы для морских пищевых цепей. Миксотрофный планктон, типа инфузорий и динофлагеллят, может получать энергию, поглощая некоторые виды мельчайшего одноклеточного планктона, которые слишком малы, чтобы их эффективно могли использовать в качестве пищи более крупные виды. Эти миксотрофы могут пожинать плоды преимущества как фонтосинтеза, так и поедания добычи. Некоторые из них — природные фотосинтезаторы, другие способны интегрировать фотосинтезирующий фитопланктон в собственный организм. Миксотрофов, в свою очередь, поедают более крупные виды планктона, вроде веслоногих и криля, которыми питаются уже рыбы, морские птицы и млекопитающие.
В исследовании, опубликованном недавно в журнале Aquatic Microbial Ecology, показано, что миксотрофные виды составили большую часть планктона в заливе Аляска во время двух главных тепловых волн (с 2014 по 2016 гг. и в 2019 году) по сравнению с годами, когда температура океана находилась на уровне средних значений. И даже среди миксотрофов, более универсальные виды, способные питаться более широким диапазоном планктона и формировать с ним взаимоотношения, имели лучший показатель выживаемости в период тепловой волны, чем более специализированные виды.
«Вероятно, крайне выгодно иметь в кармане более одного источника пропитания при очень изменчивой среде», — говорит Сьюзан Стром, старший исследователь-океанолог в Университете Западного Вашингтона и ведущий автор исследования.
В исследовании показано, что эти быстро адаптирующиеся миксотрофы могут быть жизненно важны для всей экосистемы залива Аляска в годы тепловых волн, поскольку они помогают сгладить последствия океанического потепления: повышенную стратификацию, или разделение океанической воды на отдельные слои.
Данный эффект может мешать смешению нутриентов, которые обычно подпитывают устойчивые морские экосистемы. Особенно в течение долговременных тепловых волн, расслоение воды может приводить к обширному цветению фитопланктона за счёт захвата питательных веществ в верхнем слое воды. Как только нутриенты съедены, цветение рассасывается, оставляя зону, бедную кислородом, и расслоение препятствует поднятию оставшихся нутриентов на поверхность для возобновления цикла. Это может быть причиной вымирания рыб и других видов.
«Именно в этот момент миксортофы становятся по-настоящему важны для экосистемы», — говорит Дайен Стоэкер, заслуженный профессор Университета Мэриленского центра природоохранных наук, которая не участвовала в работе.
Смешанная стратегия организмов, поглощение окружающей пищи подобно животному и вырабатывание собственной энергии подобно растениям, делает их более эффективными в такие лихие времена. Это означает, что пищевые цепочки, находящиеся на грани краха от недостатка питательных веществ, могут продолжать существование в присутствие миксотрофов дольше, чем без оных. Так как благодаря изменению климата морские тепловые волны происходят всё чаще и становятся всё разрушительнее, учёным крайне важно понять какие виды или процессы могут послужить для экосистем буфером. Новое исследование показывает, что несмотря на всю тяжесть недавних морских тепловых волн, всё могло быть намного хуже, если бы не было миксотрофного фитопланктона и того запаса прочности, который он даёт океаническим пищевым цепям в северных морях.
«Эти океанические тепловые волны дают глубже проникнуть в то, каким образом могут проявляться тепловые аномалии в будущем», — говорит Крис Фри, эколог из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре, который не участвовал в исследовании.
«Хотя они и вносят кучу сумятицы, их всё-таки важно изучать, так как они могут помочь нам приготовиться к будущему, указав на то, как будет выглядеть регион, когда он станет теплее».
Автор — Иэн Роуз (Ian Rose) — независимый журналист в области науки и природы, проживающий в Корваллисе, штат Орегон. Его работы публикуются в Scientific American, Hakai Magazine, Civil Eats и других изданиях.
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Вам также может быть интересно:
