Таяние арктических льдов может усилить пищевую цепь океана

Сокращение площади морского льда в Северном Ледовитом океане является глобальной катастрофой, однако этот процесс может иметь парадоксальный эффект – стимулировать рост водорослей, которые составляют основу арктической пищевой цепи.

Водорослям, как и любым растениям, для роста необходим азот, которого в арктических водах обычно не хватает. Однако новое международное исследование под руководством Копенгагенского университета показывает, что в будущем этого элемента может стать значительно больше, чем предполагалось ранее. Это способно изменить перспективы для морской жизни на Крайнем Севере и, возможно, повлиять на углеродный баланс планеты.

Ученые впервые обнаружили, что в центральной части Северного Ледовитого океана даже под толщей морского льда происходит процесс фиксации азота. Особые бактерии преобразуют растворенный в морской воде газообразный азот в аммоний – соединение, которое служит питательным веществом не только для самих бактерий, но и для водорослей, а затем и для всей морской пищевой цепи.

«До сих пор считалось, что фиксация азота не может происходить под морским льдом, поскольку условия для жизни организмов, осуществляющих этот процесс, считались слишком суровыми. Мы ошибались», – поясняет Лиза В. фон Фризен, ведущий автор исследования и бывший аспирант биологического факультета.

Исследование показало, что в Арктике фиксацией азота занимаются не цианобактерии, как в большинстве других океанов, а совершенно другой тип микроорганизмов – так называемые нецианобактерии. Наиболее высокая активность этого процесса наблюдается на кромке льда, где он тает наиболее интенсивно. По мере отступления льдов и расширения зоны таяния объемы доступного азота будут увеличиваться.

Это означает, что количество доступного азота в Северном Ледовитом океане, вероятно, было недооценено как в современных, так и в будущих прогнозах. «Следовательно, потенциал для производства водорослей также мог быть занижен, в то время как изменение климата продолжает сокращать ледяной покров», – говорит фон Фризен. Поскольку водоросли – основной источник пищи для мелких ракообразных, которыми, в свою очередь, питаются рыбы, увеличение их биомассы может повлиять на всю пищевую цепь.

Кроме того, вновь открытый источник азота может способствовать поглощению углекислого газа океаном, по крайней мере – на региональном уровне. Увеличение биомассы водорослей повышает способность океана поглощать CO2 из атмосферы, связывая его в органическом веществе. «Для климата и окружающей среды это, скорее всего, хорошая новость. Но биологические системы очень сложны, поэтому делать однозначные прогнозы трудно, ведь другие механизмы могут действовать в противоположном направлении», – отмечает Лассе Риманн, профессор биологического факультета и старший автор исследования.

Тем не менее, исследователи убеждены, что процесс фиксации азота необходимо учитывать в будущих моделях развития Арктики. «Мы пока не знаем, будет ли итоговый эффект положительным для климата. Но очевидно, что мы должны включить такой важный процесс, как фиксация азота, в уравнение, когда пытаемся предсказать, что произойдет с Северным Ледовитым океаном в ближайшие десятилетия», – заключает Лассе Риманн.