Чтобы ответить на этот вопрос, группа исследователей под руководством Центра изучения океана им. Гельмгольца GEOMAR в Киле провела полевой эксперимент с использованием экспериментальной платформы KOSMOS (Kiel Off-Shore Mesocosms for Ocean Simulations). В рамках исследовательских проектов SOPRAN (Surface Ocean Processes in the Anthropocene) и BIOACID (Biological Impact of Ocean Acidification) система KOSMOS была развернута в Рауне-фьорде на западном побережье Норвегии, где цветение Emiliania huxleyi регулярно происходит в конце весны.
Каждая из девяти установок КОСМОС поместила около 75 кубометров морской воды в полиэтиленовый пакет длиной 25 метров. «Гигантские пробирки» были доведены до концентраций углекислого газа в диапазоне от нынешнего до прогнозируемого уровня середины следующего столетия. В течение шести недель ученые измеряли различные параметры и брали образцы для дальнейшего анализа.
Тонущие частицы собирались в осадочные ловушки в форме воронки на нижнем конце мезокосма и также анализировались.«Ввиду довольно небольших изменений метаболических показателей Эмилиании, наблюдавшихся в предыдущих лабораторных экспериментах, мы предсказали, что она все еще сможет сохранить свою экологическую нишу в окисляющемся океане. То, что мы наблюдали, стало большим сюрпризом», — говорит профессор Ульф Рибезелл. , морской биолог Кильского центра изучения океана им.
Гельмгольца GEOMAR и координатор экспериментов КОСМОС. В мезокосме, имитирующем будущие условия океана, Эмилиания не смогла образовать цветение.
Детальный анализ данных показал, что падение Эмилиании началось задолго до периода цветения. Небольшое снижение клеточного роста из-за закисления океана привело к постепенному сокращению численности популяции на этапе до цветения. «Когда для Эмилиании пришло время начать формирование цветения, в планктонном сообществе осталось так мало клеток, что оно больше не могло перерасти своих конкурентов», — размышляет Ульф Рибезель.Потеря конкурентоспособности кальцифицирующих водорослей оказала сильное влияние на экосистему. «Приток органического вещества на глубину был сильно снижен в отсутствие образования цветения», — объясняет доктор Кай Шульц, морской биогеохимик из Университета Южного Креста, Австралия.
Причина в том, что плотные известковые пластинки Эмилиании действуют как балласт в агрегированном органическом веществе и ускоряют его опускание в глубины океана. «Без мелового балласта агрегаты опускаются медленнее, и у бактерий есть больше времени для разложения органического вещества в поверхностном слое. В результате этого большая часть СО2, связанного в органическом веществе, остается в поверхностном слое, что снижает потенциал океана. поглощать атмосферный CO2 ».
Другая обратная связь может быть результатом того факта, что Эмилиания является одним из основных производителей диметилсульфида, летучего газа, который, как считается, служит охлаждающим агентом в климатической системе. В то время как высокие концентрации этого газа были зарегистрированы в мезокосмах, где цвела Эмилиания, они были значительно уменьшены в мезокосмах, имитирующих будущие условия. Меньшее поглощение CO2 океаном и меньшее производство охлаждающего агента диметилсульфида будут работать в одном направлении, уменьшая способность океана смягчать глобальное потепление.
Результаты этого исследования демонстрируют важность изучения воздействия закисления океана в естественных сообществах. Небольшие изменения в метаболических показателях организма могут иметь серьезные последствия для его успеха в естественной среде обитания, где он конкурирует с другими видами и сталкивается с потерями от хищников или вирусной инфекции. «Если Emiliania huxleyi не сможет сохранить свою важную роль, другие, возможно, не кальцифицирующие организмы возьмут верх.
Это может вызвать смену режима с далеко идущими экологическими и биогеохимическими последствиями», — заключает профессор Рибезель.