Ученые из Гавайского университета нашли уникальный механизм защиты водорослей от климатических изменений. Оказалось, что морской фитопланктон гораздо устойчивей, чем ранее считалось. Выводы работы описаны в журнале Science Advances.
Фитопланктон — это маленькие водоросли, которые дрейфуют на поверхности океана и являются основой океанической пищевой сети. В процессе фотосинтеза эти водоросли поглощают питательные вещества (например, фосфаты, нитраты), растворенный углекислый газ, а также выделяют кислород, который составляет 50 процентов запаса кислорода, которым дышат люди. Поэтому важно понимание реакции водорослей на глобальное потепление и последующее сокращение питательных веществ в верхних слоях морских вод.
Предыдущие исследования показали, что ожидаемое в будущем истощение питательных веществ вблизи поверхности вод приведет к существенному сокращению производства фитопланктона в океане.
В новой работе были объединены данные программы исследования Гавайского океана с климатической моделью, созданной на одном из самых быстрых суперкомпьютеров Южной Кореи. Анализ показал, что продуктивность фитопланктона может быть устойчивой даже в условиях с очень низким содержанием питательных веществ. В таком случае отдельные клетки фитопланктона могут заменять фосфор серой.
В модели Community Earth авторы изучили, как уникальный метаболический механизм водорослей повлияет на глобальную продуктивность океана в течение следующих нескольких десятилетий. Они отключили пластичность фитопланктона в своей модели и пришли к снижению глобальной продуктивности примерно на восемь процентов, что также подтверждалось предыдущими результатами.
Однако при включении параметра пластичности и учете данных наблюдений вблизи Гавайев за последние 30 лет компьютерное моделирование иллюстрирует увеличение глобальной продуктивности до пяти процентов до конца этого столетия. Авторы подчеркивают, что эти различия в будущем могут быть намного выше, достигая 200 процентов в субтропических регионах, благодаря чему океан сможет поглощать больше углекислого газа из атмосферы.