Древнейшие и мельчайшие обитатели Земли могут выиграть от изменения климата — и последствия будут огромными
Микроскопические организмы, известные как прокариоты (бактерии и археи), составляют 30% всей жизни в мировом океане. Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что они необычайно устойчивы к изменению климата и могут начать доминировать в морских экосистемах.
Ключевая роль в балансе
- Прокариоты — древнейшие формы клеточной жизни на Земле.
- Их общая биомасса в океане огромна: около 2 метрических тонн на каждого человека на планете.
- Они играют решающую роль в пищевых цепях, поддерживая питательные потребности промысловых рыб.
- Прокариоты растут очень быстро, выделяя при этом много углерода. В верхних 200 метрах океана они производят около 20 млрд метрических тонн углерода в год — вдвое больше, чем человечество.
- Этот выброс углерода уравновешивается фитопланктоном, который поглощает CO₂ в процессе фотосинтеза. Океан в целом поглощает до трети антропогенных выбросов углерода ежегодно.
Результаты исследования
Учёные смоделировали, как изменение климата повлияет на биомассу прокариотов и их углеродный выброс, используя десятилетия наблюдений.
Ключевые выводы:
- Прокариоты — «победители»: На каждый градус потепления океана их биомасса снизится примерно на 1,5%. Это меньше половины прогнозируемого снижения на 3–5% для более крупного планктона, рыб и млекопитающих.
- Перестройка экосистем: Будущие морские экосистемы будут иметь меньшую общую биомассу и всё больше доминироваться прокариотами. Это может перенаправить питательные вещества и энергию от рыб к микробам, сократив запасы рыбы для человека.
- Рост углеродных выбросов: На каждый градус потепления прокариоты в верхних 200 метрах океана будут производить дополнительно 800 млн метрических тонн углерода в год. Это эквивалентно нынешним годовым выбросам CO₂ всего Европейского союза (после пересчёта CO₂ в углерод).
Последствия для планеты
Ожидается, что к концу века океаны потеплеют на 1–3°C.
- Увеличение выбросов углерода прокариотами может снизить способность океана поглощать антропогенные выбросы, что сделает достижение глобальных целей по нулевым выбросам ещё более трудным.
- Прогнозы снижения глобальных запасов рыбы, вероятно, занижены, так как не учитывают перестройку пищевых сетей в пользу прокариотов.
- Это представляет серьёзную угрозу для продовольственной безопасности, поскольку океан является основным источником белка для ~3 млрд человек.
Неопределённости и дальнейшие шаги
Исследование указывает на важные изменения, но остаются значительные неопределённости:
- Модели построены на существующих наблюдениях и могут не полностью учитывать уже происходящие изменения в экосистемах.
- Неизвестно, как быстро прокариоты адаптируются и эволюционируют (исследования показывают, что бактерии могут развивать новые признаки для выживания за недели).
Учёным необходимо продолжать улучшать понимание роли прокариотов и их реакции на изменение климата.