Холод им нипочём: под арктическим льдом обнаружены уникальные бактерии — как они могут влиять на климат

Учёные сделали удивительное открытие в Арктике, которое может существенно изменить наши представления о климатических процессах. Под арктическим морским льдом были обнаружены микробы, способные поглощать азот из атмосферы — процесс, ранее считавшийся невозможным в этих суровых и холодных условиях. Это открытие может оказать значительное влияние на климатические модели, что, в свою очередь, повысит важность Арктики в понимании глобальных экологических процессов.

Важность азотной фиксации для экосистем

Азот — один из основных элементов, необходимых для жизни на Земле. Он составляет около 78% нашей атмосферы, но большинство организмов не могут его усваивать напрямую. Для этого азот должен быть преобразован в аммиак или аммоний. Микробы, которые могут осуществлять этот процесс, называются азотфиксаторами. Эти организмы играют важнейшую роль в экосистемах, обеспечивая доступность азота для растений и других живых существ.

Исторически считалось, что азотфиксирующие микробы обитают только в теплых тропических водах. Однако новые исследования, проведенные учеными из Университета Британской Колумбии, демонстрируют, что это предположение не совсем верно.

"Ранее считалось, что фиксация азота не может происходить под морским льдом, поскольку условия для таких организмов были слишком плохими. Однако это предположение оказалось ошибочным", — пояснила ведущий автор исследования, биолог Лиза фон Фризен из Копенгагенского университета.

Открытие в Центральном Арктическом бассейне

Группа фон Фризен сделала прорыв в изучении микробов в Арктике. Она обнаружила азотфиксирующие микробы, известные как нецианобактериальные диазотрофы, непосредственно под морским льдом. Эти бактерии могут фиксировать азот, но не осуществляют фотосинтез, как традиционные азотфиксаторы, такие как цианобактерии. Хотя ученые еще не доказали, что эти микробы активно фиксируют азот в Арктике, их генетический аппарат позволяет предположить, что они играют важную роль в этом процессе.

"Мы обнаружили сообщество процветающих микробов, которые могут оказывать влияние на процессы азотной фиксации в регионе. Хотя нам предстоит еще исследовать этот процесс, их распространенность дает основание полагать, что они играют важную роль в экосистеме", — поясняет Лиза фон Фризен.

Роль изменения климата в распространении азотфиксаторов

Исследования также показали, что на окраинах арктического морского льда наблюдается более высокая концентрация азотфиксирующих бактерий. Это открытие вызывает тревогу, так как таяние льдов из-за изменения климата может привести к распространению этих микробов, что изменит морскую пищевую цепочку.

"Изменения, происходящие с Арктикой, могут привести к увеличению количества водорослей, которые питаются этими микробами. Это будет иметь большое значение для морской экосистемы, так как водоросли служат основной пищей для планктона, а он, в свою очередь, является кормом для рыб", — говорит морской микробный эколог Лассе Риманн.

Сравнение: влияние на климат и экосистему

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Ошибка: ранее считалось, что фиксация азота не может происходить под морским льдом из-за неподходящих условий для микроорганизмов.

Последствие: это недооценка роли Арктики как важного источника азотфиксирующих бактерий, что влияло на климатические модели и экосистемы региона.

Альтернатива: исследование показало, что таяние льдов может способствовать распространению этих бактерий, что в свою очередь может изменить морскую пищевую сеть, усиливая биологическую активность в регионе.

Влияние на климатические модели и будущие исследования

Исследования открывают новые горизонты для понимания, как изменения в климате могут повлиять на глобальные процессы. Лассе Риманн подчеркивает, что включение этих микробов в будущие климатические модели — важный шаг для правильной оценки воздействия Арктики на климат.

"Азотфиксаторы в Арктике должны быть включены в будущие климатические модели. Это поможет нам понять, как изменение климата в Арктике может повлиять на глобальные углеродные циклы и экосистемы", — говорит исследователь.

А что если бы…

Если бы исследователи не открыли роль азотфиксаторов под арктическим льдом, это оставило бы важный элемент экосистемы за пределами климатических моделей, что могло бы повлиять на точность прогнозов о глобальном потеплении и изменениях в океанских экосистемах.

Плюсы и минусы открытия

FAQ о результатах исследования

Что за микробы были найдены в Арктике?
Это нецианобактериальные диазотрофы — микробы, которые могут фиксировать азот, но не осуществляют фотосинтез.

Как это открытие влияет на климатические модели?
Это открытие важно для точности климатических прогнозов, так как оно подтверждает, что Арктика играет важную роль в глобальных циклах азота и углерода.

Как таяние льдов связано с азотной фиксацией?
Таяние льдов способствует распространению азотфиксирующих бактерий, что влияет на морскую пищевую сеть и биологическую активность региона.

3 интересных факта

1. Азотфиксирующие бактерии были найдены под морским льдом, что опровергло прежние теории о невозможности фиксации азота в холодных водах.
2. Влияние микробов на морскую пищевую цепь может быть значительным, с увеличением количества водорослей.
3. Прогнозы изменения углеродных циклов теперь будут учитывать активность этих микробов в Арктике.

Исторический контекст

Арктика всегда была важным элементом глобальной экосистемы, но до недавнего времени её роль в биологических циклах была недооценена. Открытие роли азотфиксатирующих микробов под морским льдом представляет собой прорыв в понимании того, как изменения в этом регионе могут повлиять на глобальные процессы.