Глубоководные рыбы – ключевые игроки в углеродном цикле океана

Новое исследование предоставило первые прямые доказательства того, что глубоководные мезопелагические рыбы, составляющие до 94% всей рыбной биомассы планеты, играют важнейшую роль в глобальном углеродном цикле. Ученые выяснили, что эти обитатели морских глубин выделяют карбонатные минералы со скоростью, сопоставимой с видами, живущими на мелководье. Это открытие подтверждает состоятельность предыдущих климатических моделей, которые лишь предполагали, что морские рыбы являются одними из главных поставщиков биогенного карбоната в океане.

Для изучения этого процесса ученые из Школы морских, атмосферных и земных наук Розенстила при Университете Майами сосредоточились на чернобрюхом морском окуне (Helicolenus dactylopterus). Этот вид обитает на глубине от 350 до 430 метров. Исследователей интересовало, образует и выделяет ли эта рыба кишечные карбонаты – так называемые «ихтиокарбонаты». Данный физиологический механизм помогает морским рыбам поддерживать водно-солевой баланс в соленой среде и, как теперь доказано, вносит критический вклад в круговорот углерода.

«Мезопелагические рыбы обитают в глубокой, холодной среде с высоким давлением, и до сих пор было неясно, производят ли они карбонаты, как мелководные рыбы, – и с какой скоростью», – поясняет Мартин Гроселл, ведущий автор исследования. «Наша работа впервые подтверждает, что они это делают, и что механизмы образования ихтиокарбонатов удивительно схожи для рыб, обитающих на разных глубинах».

Чернобрюхий морской окунь оказался идеальной моделью для исследования. В отличие от многих других мезопелагических видов, у него нет плавательного пузыря, что позволяет ему выживать после вылова и адаптироваться к лабораторным условиям. Ученые содержали особей при температуре 6 градусов Цельсия, имитируя их естественную среду обитания. Оказалось, что рыбы выделяли около 5 миллиграммов ихтиокарбоната на килограмм массы в час, что полностью совпало с прогнозами, основанными на моделях метаболизма.

«Это исследование закрывает серьезный пробел в нашем понимании химии океана и углеродного цикла», – добавляет соавтор работы Аманда Оэлерт. «Учитывая огромную роль мезопелагических рыб, их вклад в поток карбонатов – и то, как он может измениться с потеплением океанов, – заслуживает самого пристального внимания».

Результаты показали, что глубина и давление не препятствуют образованию ихтиокарбонатов, а их состав и скорость производства у глубоководных рыб сопоставимы с показателями мелководных видов. Эти данные укрепляют глобальные оценки производства карбонатов рыбами, подтверждая, что мезопелагические виды вносят существенный вклад в карбонатный бюджет океана. Сходство состава ихтиокарбонатов, образующихся на разной глубине, имеет большое значение для понимания того, как и где они накапливаются или растворяются в океане.

«Мезопелагические рыбы – это не просто добыча для хищников, они – настоящие химические инженеры океана», – заключает Гроселл. Полученные данные не только подчеркивают важность ихтиокарбонатов, но и открывают новые пути для изучения углеродной динамики в глубоководных зонах. В конечном счете, это поможет усовершенствовать системные модели Земли – сложные компьютерные программы, которые используются для прогнозирования климатических и экологических изменений.