- Источник:
- Hyserb/Shutterstock/Fotodom.ru
Огромную долю кислорода на Земле производят посредством фотосинтеза микроскопические океанические водоросли (фитопланктон), но для этого им жизненно необходимо железо, свидетельствуют результаты нового исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Как установили исследователи из Ратгерского университета (США), при дефиците железа фитопланктон тратит энергию впустую, а фотосинтез замедляется. Из-за изменения климата поступление железа в океаны может снизиться, что подорвет основу морских пищевых цепей. Со временем это может привести к сокращению численности криля (мелких морских ракообразных), а также китов, тюленей и пингвинов, предупреждают ученые.
Морской фитопланктон находится в основании пищевых цепей в океане, им питается криль, который, в свою очередь, служит пищей более крупным морским обитателям. Фитопланктон получает необходимую ему для жизни энергию от фотосинтеза — процесса преобразования световой энергии в химическую энергию с выделением кислорода. Когда этот процесс нарушается, фитопланктон растет медленнее, поглощает меньше солнечного света и удаляет меньше углекислого газа из атмосферы.
Как проводили исследование
Ученые десятилетиями подозревали, что железо играет ключевую роль в процессе фотосинтеза, однако большинство более ранних исследований основывались на лабораторных экспериментах, оставляя важные вопросы о том, как этот процесс протекает в открытом океане.
Чтобы лучше понять реальные условия, ведущий автор исследования , аспирантка кафедры химии и химической биологии, провела 37 дней на борту британского исследовательского судна в Южной Атлантике.
Во время экспедиции Пупулеватт с помощью специально разработанных приборов измеряла энергию, выделяемую извлеченным из океанской воды фитопланктоном при нарушении фотосинтеза.
Измерения показали, что при дефиците железа до 25% белков, улавливающих свет, «отключаются» от структур, преобразующих световую энергию в химическую с выделением кислорода. Это отключение снижает эффективность использования фитопланктоном солнечного света. Когда железо снова становится доступным, водоросли способны восстановить эти системы, улучшая использование энергии и поддерживая свой рост.
Что все это значит
Таким образом, железо в морской воде является жизненно важным микроэлементом не только для океанических водорослей, но и для всех обитателей планеты. Железо попадает в океаны главным образом через оседающую пыль, переносимую по воздуху из пустынь и засушливых регионов, а также через талую воду ледников.
«Каждый второй вдох, который вы делаете, содержит кислород из океана, выделяемый фитопланктоном», — говорит соавтор исследования Пол Фальковски.
«Наше исследование показывает, что железо является лимитирующим фактором в способности фитопланктона производить кислород в обширных районах океана».
По словам Фальковски, все больше данных свидетельствует о том, что изменение климата меняет схемы циркуляции в океане и уменьшает количество железа, поступающего в него. Хотя снижение уровня железа не помешает людям дышать, это все же может иметь серьезные последствия для морских экосистем.
«Фитопланктон является основным источником пищи для криля, который в Южном океане является основным источником пищи практически для всех животных, включая пингвинов, тюленей, моржей и китов, — отметил Фальковски. — Когда уровень железа падает и количество пищи, доступной для этих животных, обитающих на верхних уровнях океана, уменьшается, результатом становится сокращение численности этих величественных существ».
