Новое исследование, опубликованное на этой неделе в Nature’s Scientific Reports, описывает, как продолжающаяся выпадение снега в районе Гималайско-Тибетского плато способствует распространению этого разрушительного цветения водорослей. Под руководством Хоакима I. В исследовании, проведенном обсерваторией Земли Ламонт-Доэрти при Колумбийском университете, используются полевые данные, лабораторные эксперименты и десятилетние спутниковые снимки НАСА, чтобы связать подъем Noctiluca в Аравийском море с таянием ледников и ослаблением зимних муссонов.
Обычно холодные зимние муссонные ветры, дующие с Гималаев, охлаждают поверхность океанов. Эти более холодные воды тонут и заменяются богатыми питательными веществами водами снизу. Это конвективное перемешивание ничем не отличается от помещения кубика льда в кружку с горячим кофе. В это время фитопланктон, основные продуценты пищевой цепи, процветают в освещенных солнцем, богатых питательными веществами верхних слоях, а в соседних странах наблюдается изобилие рыбы, которая прямо или косвенно питается фитопланктоном.
Но с сокращением ледников и снежного покрова в Гималаях муссонные ветры, дующие с суши, становятся теплее и влажнее, что приводит к уменьшению конвективного перемешивания и уменьшению удобрения верхних слоев.
В этом случае фитопланктон, такой как диатомовые водоросли, находится в невыгодном положении, но не Noctiluca. В отличие от диатомовых водорослей, Noctiluca (также известная как морской блеск) не полагается только на солнечный свет и питательные вещества; он также может выжить, поедая другие микроорганизмы.
Noctiluca содержит тысячи фотосинтезирующих эндосимбионтов в своей луковичной прозрачной тепличной клетке. Зеленые эндосимбионты обеспечивают его энергией от фотосинтеза, а его хвостовидные жгутики позволяют ему захватывать любой микроскопический планктон из окружающей воды в качестве дополнительного источника пищи.
Этот двойной способ получения энергии дает огромное преимущество для процветания и нарушения классической пищевой цепи Аравийского моря. Второе преимущество Noctiluca заключается в том, что ее эндосимбионты накапливают в клетке много аммиака, что делает организм неприятным для крупных травоядных.
В качестве третьего преимущества накопленный аммиак также является хранилищем азотистых питательных веществ для эндосимбионтов, что делает их менее уязвимыми к уменьшению поступления питательных веществ из-за ослабленного конвективного перемешивания.
Цветение Noctiluca впервые появилось в конце 1990-х годов. Огромные размеры их цветений, которые происходят ежегодно, угрожают и без того уязвимой пищевой цепи Аравийского моря, потому что его симбионты не только конкурируют с фитопланктоном за ежегодно пополняемые питательные вещества, но и питаются самим фитопланктоном. Тем не менее, Noctiluca кажется вкусной только медузы и сальпы.
В Омане опреснительные, нефтеперерабатывающие и газовые заводы вынуждены сокращать объемы операций, потому что они задыхаются от цветения Noctiluca и медуз, которые роятся, чтобы питаться ими. Возникающее в результате давление на морские запасы продовольствия и экономическую безопасность также могло способствовать росту пиратства в таких странах, как Йемен и Сомали.
«Это, вероятно, одно из самых драматических изменений, которые мы видели, связанных с изменением климата», – сказал Гоес, который вместе с исследователем Lamont Хельгой до Розарио Гомеш изучает быстрое развитие этого организма более 18 лет. "Мы видим Noctiluca в Юго-Восточной Азии, у берегов Таиланда и Вьетнама и на юге, вплоть до Сейшельских островов, и везде, где она цветет, это становится проблемой. Это также вредит качеству воды и вызывает большую гибель рыб."
Исследование предоставляет убедительные новые доказательства каскадного воздействия глобального потепления на индийские муссоны с социально-экономическими последствиями для больших популяций Индийского субконтинента и Ближнего Востока.
«Большинство исследований, связанных с изменением климата и биологией океана, сосредоточено на полярных и умеренных водах, а изменения в тропиках остаются в значительной степени незамеченными», – сказал Гоес.
В исследовании подчеркивается, что тропические океаны подвергаются непропорционально сильному воздействию, теряют свое биоразнообразие и меняются быстрее, чем предсказывают традиционные модели.
По словам Гоеса, это может предвещать ужасные последствия в долгосрочной перспективе для стран региона, уже охваченных социально-экономическими проблемами, связанными с войной, бедностью и потерей средств к существованию.
Ученые Ламонта-Доэрти О. Роджер Андерсон, Дуглас Дж. Мартинсон и старшеклассники, работающие с обсерваторией, также внесли свой вклад в исследование. Среди других соавторов – исследователи из Министерства рыбного хозяйства и сельского хозяйства Омана и Министерства иностранных дел, а также исследователи из Университета Султана Кабуса Омана, а также из университетов Тяньгун и Сямэнь в Китае.
Исследование финансировалось NASA Earth Sciences, Фондом Гордона и Бетти Мур и Культурным центром Султана Кабуса.