Животные в сумеречной зоне океана процветают за счёт переработанных питательных веществ

Сообщество микробов и мелких животных в сумеречной зоне океана, обитающее на грани темноты, обеспечивает своё выживание за счёт повторного использования (апсайклинга) питательных веществ. Исследование под руководством учёных из Гавайского университета в Маноа показало, что мелкие свободноплавающие животные — зоопланктон — полагаются в основном на ещё более мелкий класс организмов, микрозоопланктон, который консолидирует редкие отходы в воде и превращает их в пищу более высокого качества. Исследование опубликовано в Limnology and Oceanography.

"Зоопланктон иногда называют «привратниками» глубокого моря, потому что его пищевое поведение определяет, какие материалы достигают глубоких недр океана", — сказал ведущий автор исследования Коннор Ши, докторант кафедры океанографии Школы наук о Земле и технологий (SOEST) UH Маноа. "Поэтому важно понимать, как эти животные добывают пищу, поскольку это помогает нам понять, как океан перерабатывает и хранит углекислый газ из атмосферы Земли".

Сумеречная зона, расположенная примерно на глубине 200–1000 метров ниже поверхности океана, — это слой, где хорошо освещённая поверхность переходит в тёмные глубины. В этой зоне слишком темно для роста растений, поэтому местные сообщества почти полностью зависят от материала, произведённого в вышележащей воде.

Чтобы добыть пищу, микрозоопланктон (размером с человеческий эритроцит) перерабатывает старый органический материал, оседающий сверху — в основном фрагменты экскрементов животных, обитающих на меньших глубинах. Этот процесс концентрирует питательные вещества в среде, которая в остальном является «пищевой пустыней» для других, более крупных организмов.

Структура пищевой сети

Ши и его соавторы в сотрудничестве с большой междисциплинарной группой учёных в рамках программы EXPORTS исследовали динамику сообщества зоопланктона в субарктической северо-восточной части Тихого океана, в заливе Аляска. Команда собрала образцы зоопланктона и проанализировала изотопы азота в них. Этот анализ позволил исследователям сделать выводы о структуре пищевой сети.

"Мы выяснили, как сообщество зоопланктона, обитающее в сумеречной зоне северо-восточной части Тихого океана, выживает, несмотря на проживание в заметно непродуктивном регионе, где поступление пищи с поверхности чрезвычайно низко", — сказал Ши.

Зоопланктон (размером с кунжутное семя и часто меньше) поедает микрозоопланктон, который относительно питателен по сравнению с детритом, которым тот питается. Таким образом, пищевая сеть высокоэффективна и организована вокруг переработки относительно низкокачественной пищи, существующей в этой среде.

"Хотя мы знаем, что микрозоопланктон существует ниже освещённой поверхности океана, он не очень многочислен, поэтому ранее было трудно оценить, является ли он активным компонентом сообщества", — сказал Ши. "Было удивительно обнаружить, что они являются ключевыми участниками этой глубоководной пищевой сети".

В регионах океана, где сообщество планктона более эффективно использует органическое вещество (как в районе исследования), океан имеет естественно более низкую способность поглощать часть углекислого газа, производимого человеком. "Понимание того, как сообщества зоопланктона перерабатывают углерод, который для них представляет пищу и энергию, помогает нам понять роль океана в поглощении углекислого газа из атмосферы", — добавил Ши.