Zmiana klimatu wpłynie na glony w globalnym oceanie

Trwające ponad 10 lat badania były prowadzone przez naukowców z University of East Anglia (UEA) i Earlham Institute we współpracy z US Department of Energy (DOE), Joint Genome Institute (JGI, USA), oraz Instytutem Badań Polarnych i Morskich im. Alfreda Wegenera w Niemczech. Po raz pierwszy dokonano analizy rozmieszczenia geograficznego - od bieguna do bieguna - glonów (fitoplankton eukariotyczny) oraz ich genów ulegających ekspresji w oceanach. W ten sposób zespół zbadał, jak zmienia się aktywność genów pod wpływem warunków środowiskowych. Okazało się, że związane ze zmianą klimatu rozszerzanie się strefy ciepła spowoduje w ciągu najbliższych stu lat przesunięcie się granic tej strefy w kierunku biegunów.

Naukowcy sugerują, że zamiast stopniowej zmiany różnorodności drobnoustrojów z powodu ocieplenia nastąpi to gwałtowniej, w tak zwanych „punktach przełomu” (break points)– wszędzie tam, gdzie temperatura w górnej części oceanu wynosi średnio około 15 stopni w skali roku, oddzielając wody zimne i ciepłe.

Jednym z obszarów, które najbardziej ucierpią (i to wcześniej niż się spodziewano) jest Wielka Brytania. Autorzy badań twierdzą jednak, że zmiany można powstrzymać, jeśli zostaną podjęte szybkie działania w celu powstrzymania zmian klimatycznych.

Jak zaznaczył prof. Thomas Mock ze School of Environmental Sciences UEA: „Glony są niezbędne w utrzymaniu zdrowego ekosystemu, aby zapewnić równowagę życia w oceanie. Pochłaniając energię ze światła słonecznego, dwutlenku węgla i wody, wytwarzają związki organiczne, dzięki którym żyją morskie organizmy. Te organizmy stanowią podstawę niektórych największych sieci pokarmowych na Ziemi i napędzają globalne cykle biogeochemiczne”.

„Odpowiadając za co najmniej 20 procent rocznego globalnego wiązania węgla, zmiany temperatury mogą mieć znaczący wpływ na glony, od których zależą nasze systemy morskie, rybołówstwo i bioróżnorodność oceanów - wskazał prof. Mock. - Chcieliśmy lepiej zrozumieć, jak kryzys klimatyczny wpływa na glony na całym świecie od Arktyki po Antarktydę”.

Ponieważ górne warstwy wód oceanu już doświadczają znacznego ocieplenia z powodu rosnącego poziomu CO2, naukowcy oszacowali, w jaki sposób może zmienić się rozmieszczenie tych społeczności glonów, na podstawie modelu z piątego raportu oceniającego Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC).

Różnorodność i aktywność genów glonów kształtują interakcje z mikroskopijnymi organizmami jednokomórkowymi (prokariotami), będącymi częścią złożonych mikrobiomów. Globalne społeczności tych glonów można podzielić na dwa główne skupiska - organizmy żyjące głównie w zimnych wodach polarnych i ciepłych wodach niepolarnych.

Obecność poszczególnych organizmów oceniano poprzez ekstrakcję kwasów nukleinowych oraz sekwencjonowanie DNA i mRNA próbek pobranych podczas czterech rejsów badawczych po Oceanie Arktycznym, Północnym Oceanie Atlantyckim, Południowym i Południowym Oceanie Atlantyckim.

Gdy morskie społeczności mikroglonów i powiązane z nimi bakterie zostaną zastąpione ich odpowiednikami z ciepłej wody, skutki będą znaczące. „Ponieważ mikroglony są kluczem do podstawy łańcucha pokarmowego, możemy spodziewać się poważnych zmian w pozostałej części ekosystemu morskiego, z implikacjami dla rybołówstwa, a także ochrony mórz - wskazał prof. Tim Lenton z University of Exeter. - Biologiczna pompa węglowa, dzięki której ocean pobiera dwutlenek węgla z atmosfery, zmieni się wraz z tą zmianą społeczności mikroglonów – najprawdopodobniej stanie się mniej efektywna – co z kolei może spowodować sprzężenie zwrotne wzmacniające globalne ocieplenie”. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/