26 декабря 2020, 15:40

Штормы Черного моря влияют на зимнее цветение «известкового» фитопланктона

Emiliania huxleyi под микроскопом.

Emiliania huxleyi под микроскопом.

Alison R. Taylor (University of North Carolina Wilmington Microscopy Facility)

Крымские ученые по спутниковым измерениям обнаружили и исследовали ежегодное зимнее цветение особого вида фитопланктона в Черном море — кокколитофорид. Именно эти водоросли придают воде молочно-лазурный оттенок, а после цветения образуют на дне известковые отложения, из которых и состоит, например, школьный мел. Возможная причина кроется в действии интенсивных штормов. Действие сильных ветров помогает переносить питательные вещества из глубинных морских слоев в верхний освещенный, что и вызывает цветение. Исследование проводилось при поддержке грантов Российского научного фонда. Статья опубликована в Journal of Marine Systems.

«Наблюдаемое в последнее время изменение климата приводит к необходимости изучения процессов поглощения и выделения углекислого газа в атмосфере Земли. Образование кокколит существенно влияет на углеродный цикл в океане, преобразуя углекислый газ из атмосферы. Эти водоросли играют важную роль в транспорте неорганического углерода и образовании донных осадков, что приобретает особую значимость в связи с проблемой углекислотного загрязнения атмосферы», — заключила одна из авторов работы Елена Кубрякова, младший научный сотрудник Морского гидрофизического института РАН.

Одним из наиболее распространенных видов фитопланктона, обитающего в Черном море, являются кокколитофориды вида Emiliania huxley. Эти водоросли имеют важную особенность: они преобразуют углекислый газ в карбонат кальция, создавая вокруг себя скелет из известняковых пластин — кокколит. Этот процесс значительно влияет на баланс неорганического углерода, способствуя сокращению количества углекислого газа в атмосфере. После цветения — периода активного размножения водорослей — кокколиты оседают, образуя известковые отложения на дне океанов и морей, из которых впоследствии и состоит, например, школьный мел.

Несмотря на то, что размер водорослей составляет всего несколько микрометров, они изменяют оптические свойства вод, когда количество клеток во время цветений достигает нескольких миллионов в литре. В это время из-за сильного рассеяния света на кокколитах воды Черного моря приобретают красивый молочно-лазурный оттенок, что позволяет наблюдать за такими цветениями из космоса.

Наиболее сильные цветения кокколитофорид в различных регионах Мирового океана обычно наблюдаются летом. Поэтому до сих пор ученые фокусировались на исследовании механизмов, способствующих активному развитию кокколитофорид именно в теплый период года. Считается, что важным фактором, дающим преимущество кокколитофоридам по сравнению с другими водорослями, является наличие кокколитов, которые защищают клетку от воздействия интенсивной солнечной радиации.

Российские ученые из Морского гидрофизического института РАН (Севастополь), используя многолетние спутниковые измерения и данные погружающихся буев Bio-Argo с оптическими сенсорами, показали, что в Черном море сильные цветения кокколитофорид наблюдаются и в осенне-зимний период. Авторы соотнесли периоды активного размножения водорослей с условиями, которые могли на них повлиять: температура, плотность воды, скорость ветра и другие. Оказалось, что зимой резкий рост кокколитофорид обыкновенно наблюдается через 1-2 недели после интенсивных морских штормов. Действие сильных ветров способствует переносу питательных веществ из глубинных морских слоев в верхний освещенный, что и вызывает цветение.

Интересно, что высокая активность кокколитофорид наблюдается обыкновенно во время ослабления цветений других видов фитопланктона. Возможно, причина цветения кокколитофорид в холодный период года связана с особой структурой кокколит, которые могут выполнять роль фотонных кристаллов, позволяющих фокусировать свет в клетку в период низкой освещенности, а также с тем, что зоопланктон неохотно поедает эти водоросли.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.