Выращивание водорослей в открытом океане может быть сорвано из-за дефицита железа
Выращивание водорослей в открытом океане широко считается жизнеспособным способом удаления углекислого газа из атмосферы. Однако новое исследование показывает, что концентрация железа в открытом океане недостаточна для поддержания роста водорослей — факт, который, по мнению учёных, должен учитываться в дебатах об океаническом лесоразведении.
«Железо оказывает значительное влияние на функционирование биологического углеродного цикла, поскольку определяет скорость фотосинтеза и поглощения азота как у фитопланктона, так и у водорослей», — заявила ведущий автор исследования доктор Элли Пейн. «Впервые научно доказано, что рост гигантской водоросли Macrocystis pyrifera не может поддерживаться при океанических концентрациях растворённого железа».
Доктор Пейн провела это исследование, опубликованное в Communications Biology, во время своей докторской диссертации в Институте морских и антарктических исследований (IMAS) Университета Тасмании.
Высокотехнологичное лабораторное исследование использовало морскую воду, отобранную из Южного океана на глубине 20 метров, в эксперименте по инкубации без следов металлов.
Была специально построена «пузырьковая» камера с положительным давлением для проведения эксперимента и изучения важности растворённого железа для фотосинтеза, поглощения азота, скорости роста и выделения растворённого органического углерода у гигантских водорослей.
«Мы выбрали гигантские водоросли, потому что они быстро растут и обладают высокой способностью поглощать питательные вещества из морской воды, поэтому многие планируемые проекты по океаническому лесоразведению сосредоточены на этом виде», — пояснила доктор Пейн.
«Мы внимательно изучили растворённое неорганическое железо, важный для роста водорослей микроэлемент, и обнаружили, что при ограничивающих концентрациях железа водоросли демонстрировали значительный физиологический стресс и высокую смертность через две недели. Это указывает на то, что концентрация железа в океанической воде была слишком низкой для поддержания роста водорослей».
Исследование подчёркивает, что доступность железа в открытом океане является решающим аспектом роста водорослей и должна учитываться в текущих дебатах об океаническом лесоразведении.
«Наше исследование предполагает, что выращивание водорослей для удаления углерода, возможно, придётся ограничить прибрежными водами мира — водами, простирающимися от береговой линии до внешнего края континентального шельфа», — сказала физиолог водорослей IMAS и соавтор работы профессор Кэтриона Хёрд. «В этих прибрежных районах реки, донные отложения и атмосфера обеспечивают значительные и часто постоянные источники железа, что делает их гораздо более подходящими для выращивания водорослей».