Планктон может мигрировать к полюсам из-за глобального потепления

Повышение температуры океана из-за антропогенных выбросов парниковых газов заставит многие виды морского планктона искать новые места обитания, в некоторых случаях ради выживания. Исследователи из ETH Zurich ожидают, что многие организмы направятся к полюсам и сформируют новые сообщества — с непредсказуемыми последствиями для морских пищевых сетей.

Исследовательская группа под руководством Фабио Бенедетти и Мейке Фогт из ETH Zurich, в сотрудничестве с коллегами из WSL, создала новый глобальный набор данных для построения карт распространения более 860 видов фито- и зоопланктона на основе статистических алгоритмов и климатических моделей. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Потепление увеличивает разнообразие

  • Разнообразие как фито-, так и зоопланктона, вероятно, увеличится во многих регионах, поскольку более теплая вода обычно способствует большему разнообразию.
  • При очень высоких температурах (выше 25°C) реакция различается: разнообразие фитопланктона продолжает расти, а зоопланктона — снижается. Это приведет к сокращению разнообразия зоопланктона в тропиках.

Возникновение новых сообществ

Виды планктона из тропиков и субтропиков сместятся к полюсам, заменяя виды, адаптированные к более холодным водам. Это приведет к возникновению множества новых сообществ с ранее не существовавшими комбинациями видов.

Наибольшие изменения ожидаются в океанах высоких и умеренных широт — регионах, критически важных для фиксации CO2 и рыболовства.

«В некоторых районах океана рост числа видов может показаться положительным. Но это увеличение разнообразия может представлять серьезную угрозу для существования и функционирования устоявшихся морских экосистем», — говорит ведущий автор Фабио Бенедетти.

Мелкие организмы заменяют крупных

Моделирование влияния изменения климата на размерную структуру диатомовых водорослей и веслоногих рачков показало:

  • Качество среды обитания увеличивается для более мелких организмов и снижается для более крупных.
  • В сообществах мелкие виды станут более многочисленными, особенно на высоких и умеренных широтах, а крупные виды сократятся в численности.

Влияние размерной структуры на экосистемные услуги

Изменения в видовом составе и размерной структуре планктона могут негативно повлиять на:

  1. Экологическую пирамиду и уловы рыбы.

  2. Фиксацию углерода в океане. Крупный планктон (например, в Арктике) способствует более эффективному переносу углерода на глубину. Замена крупных видов мелкими уменьшит этот перенос углерода в глубокие слои океана.

Точная значимость этих эффектов пока неизвестна.

Смещение распространения уже идет

Систематические наблюдения (программа Continuous Plankton Recorder в Северной Атлантике с 1930-х годов) показывают, что смещение распределения планктона уже происходит десятилетиями.

  • С 1950-х годов более мелкие веслоногие рачки вытеснили крупные виды в Северной Атлантике из-за потепления, что также снизило секвестрацию атмосферного CO2 в глубоком море.
  • Другой тип зоопланктона, медузы, также мигрирует на север (например, массовое появление тропических медуз у побережья Ирландии в 2005 году).

«Подобные события показывают, что смещения в распределении планктона уже хорошо идут», — говорит соавтор Мейке Фогт.