Специалисты рассказали о роли фитопланктона в производстве кислорода
Фитопланктон, обитающий в освещенных слоях океана, участвует примерно в половине ежегодного производства кислорода на Земле. Несмотря на сравнительно небольшую биомассу, эти микроскопические организмы по масштабу первичной продукции сопоставимы со всей наземной растительностью благодаря быстрому обновлению. Об этом 28 июля сообщил портал Space Daily со ссылкой на данные Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) и научные работы.
Фитопланктон объединяет множество организмов, способных к фотосинтезу, включая микроскопические водоросли и цианобактерии. Они используют солнечный свет для образования органических веществ из углекислого газа и воды, выделяя при этом кислород.
По оценке NOAA, примерно половина мирового производства кислорода приходится на океан. Основную роль в этом процессе играет фотосинтезирующий планктон. Вместе с тем специалисты подчеркивают, что речь идет о валовом производстве кислорода, а не о его чистом поступлении в атмосферу.
Морские организмы расходуют почти столько же кислорода, сколько производит фитопланктон. Он необходим для дыхания животных и самих растительных организмов, а также используется бактериями при разложении мертвой органики. Поэтому распространенную формулировку о том, что «каждый второй вдох» обеспечивается океаном, не следует понимать буквально. Значительная часть кислорода в современной атмосфере накапливалась в течение сотен миллионов лет.
Высокая продуктивность фитопланктона объясняется не размером отдельных клеток, а их численностью и скоростью обновления. Океан занимает около 71% поверхности планеты, а при благоприятных условиях микроскопические организмы быстро размножаются и могут за несколько дней изменить цвет воды на площади в сотни квадратных километров.
В опубликованной в журнале Science работе 1998 года ученые оценили совокупную чистую первичную продукцию биосферы примерно в 104,9 млрд т углерода в год. Вклад суши и океана оказался приблизительно равным, хотя запас биомассы наземных растений значительно превышает массу морских фотосинтезирующих организмов. Это объясняется тем, что биомасса фитопланктона может обновляться в течение нескольких дней, тогда как жизненный цикл растительной органики на суше измеряется годами и десятилетиями.
Разницу в запасах живого вещества подтверждает и исследование о распределении биомассы на Земле, опубликованное в 2018 году в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Его авторы установили, что наземные растения доминируют в общей биомассе планеты. Однако значительно меньший запас фитопланктона способен поддерживать сопоставимый уровень ежегодной первичной продукции за счет быстрого роста и постоянного обновления.
Наблюдать за фитопланктоном ученым помогают спутники, фиксирующие изменения цвета океана. Хлорофилл и другие пигменты по-разному поглощают и отражают свет, поэтому массовое размножение организмов может окрашивать воду в зеленые, бирюзовые, коричневые и молочно-голубые оттенки.
При этом чрезмерное цветение воды может привести к обратному эффекту. После массовой гибели фитопланктона бактерии начинают разлагать органическое вещество и активно расходовать растворенный в воде кислород. В результате в отдельных районах возникают зоны гипоксии, в которых его концентрация становится недостаточной для большинства морских организмов.
Фитопланктон также составляет основу морских пищевых цепей и участвует в переносе углерода из атмосферы в глубины океана. Поэтому изменения его численности и видового состава могут повлиять не только на производство кислорода, но и на состояние рыбных ресурсов, круговорот углерода и устойчивость морских экосистем.
Science Daily 4 мая сообщил об ускорении таяния льда в Гренландии. Ведущий автор работы Хосеп Бонсомс подчеркнул, что быстрая трансформация ледяного покрова не только имеет глобальные экологические последствия — повышение уровня моря и возможные изменения в океанической циркуляции, но и ставит Арктику в центр новой стратегической, экономической и территориальной динамики.
