Кислород, которым вы дышите, зависит от крошечного ингредиента океана
Новое исследование показало, что дефицит железа в океане заставляет фитопланктон тратить энергию впустую, снижая фотосинтез и угрожая всей морской пищевой цепи
Короткое резюме
Ученые из Университета Рутгерса впервые детально изучили в полевых условиях, как дефицит железа влияет на фотосинтез фитопланктона — микроскопических водорослей, производящих значительную часть кислорода на Земле. Исследования в Южной Атлантике и Южном океане показали, что при нехватке железа до 25% светособирающих белков фитопланктона «отключаются» от структур, преобразующих свет в химическую энергию. Это заставляет водоросли тратить до 25% поглощенной энергии впустую в виде флуоресценции, что резко снижает эффективность фотосинтеза, рост фитопланктона и выработку кислорода.
Железо поступает в океан в основном с пылью из пустынь и с талой водой ледников. Появляется все больше свидетельств того, что изменения климата могут нарушить циркуляцию океана и сократить поступление железа в морские экосистемы. Поскольку фитопланктон является основой пищевой цепи, его сниженная продуктивность напрямую скажется на численности криля, а затем и высших хищников — пингвинов, тюленей, китов и других животных, зависящих от криля как основного источника пищи.
Это исследование, проведенное непосредственно в открытом океане с использованием специальных флуориметров, дает более точное представление о молекулярных механизмах, связывающих доступность железа и продуктивность океана. Понимание этих процессов поможет лучше прогнозировать изменения в глобальном углеродном цикле и продуктивности морских экосистем в условиях меняющегося климата.
Железо — ключевой лимитирующий фактор
Дефицит железа в обширных регионах океана ограничивает способность фитопланктона к фотосинтезу и производству кислорода, подтверждая гипотезу, выдвинутую десятилетия назад
Механизм потери энергии
При нехватке железа до 25% светособирающих комплексов фитопланктона разъединяются с реакционными центрами, что приводит к бесполезной трате поглощенной световой энергии в виде флуоресценции
Прямая связь с климатом и пищевыми цепями
Снижение поступления железа в океан из-за изменения климата может привести к сокращению первичной продукции, что, в свою очередь, негативно скажется на всей пищевой цепи, вплоть до высших хищников (китов, тюленей, пингвинов)
Полевое подтверждение лабораторных гипотез
Исследование впервые напрямую продемонстрировало влияние стресса от дефицита железа на фотосинтетический аппарат фитопланктона в естественных условиях открытого океана
Текст сгенерирован с использованием ИИ
