Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами

Несмотря на преимущества теплой стратифицированной воды для динофлагеллят, они не стали преобладать над диатомовыми водорослями на севере Атлантического океана. В четырех из пяти провинций за последние 60 лет численность диатомовых водорослей росла быстрее на 0,7–2,5 процента, хотя суммарная биомасса обоих фитопланктонных групп, судя по всему, скорее снизилась. Такие выводы содержит статья, опубликованная в журнале PLoS One.

Фитопланктон отвечает за первичный синтез органического вещества в мировом океане, поэтому от него зависят морские пищевые цепи и устойчивость практически всех морских экосистем. При этом фитопланктон представляет собой не однородную массу, а совокупность множества групп с различными требованиями к окружающей среде. Примеры ключевых и притом отличных друг от друга групп фитопланктона — диатомовые водоросли (Diatomeae), имеющие кремниевый панцирь, и динофлагелляты (Dinoflagellata), чья клеточная стенка не минеральная, а органическая, и содержит большое количество углерода.

Диатомовые водоросли предпочитают более прохладные, хорошо перемешанные и богатые элементами питания (особенно кремнием) воды. Динофлагелляты же нуждаются в теплых и стратифицированных (то есть не перемешанных, а слоеных) водах и менее требовательны к содержанию питательных веществ в воде. С изменением климата и нагревом мирового океана ожидается сдвиг в биомассе и фитопланктонных водорослей в сторону динофлагеллят. В последние десятилетия уже происходили вспышки их численности — так называемые красные приливы.

Ученые под руководством Криспина Мутшинды (Crispin Mutshinda) из Университета Далхаузи исследовали изменения биомассы диатомовых водорослей и динофлагеллят с 1960 по 2017 годы в Северной Атлантике. Они использовали данные программы мониторинга Continuous Plankton Recorder, которая вела учет встречаемости и численности фитопланктона: его собирали на глубине семи метров шелковыми сетями с относительно крупным (порядка 10 микрометров) диаметром ячеек в пяти биогеографических провинциях Северной Атлантики.

Оказалось, что суммарная продуктивность (способность наращивать биомассу за счет образования органического вещества) фитопланктона падает в открытом океане, но растет на шельфе. В трех провинциях из пяти, удаленных от побережий, снижалась численность как диатомовых водорослей, так и динофлагеллят — на 0,2-1,4 процента. На западном и восточном шельфах она выросла на 0,6-1,1 процента.

При этом, вопреки ожиданиям, диатомовые водоросли оказались устойчивее к потеплению, чем динофлагелляты: их биомасса снизилась (на 0,7-0,9 процента) в двух провинциях из пяти, а биомасса динофлагеллят — в трех провинциях на 2,2 процента в год. За минувшие 60 лет численность диатомовых водорослей выросла по сравнению с численностью динофлагеллят в четырех провинциях из пяти на 0,7-2,5 процента. Диатомовые водоросли вытеснялись динофлагеллятами по мере нагревания атлантических вод в месячных и годовых временных масштабах, но не в десятилетних.

Потепление может приводить к смещению соотношений между разными группами организмов не только в море, но и на суше. Так, недавно ученые составили прогноз, согласно которому почти в 70 процентах экологических регионов могут начать преобладать однолетние растения, а не многолетние. Они оказались более стойкими к засухам и высоким температурам во время самых сухих сезонов.