4 Minutės
Mokslininkai aptiko netikėtas mikrobinės bendruomenes, gyvenančias po Arkties jūros ledu — organizmus, turinčius genetinius instrumentus azotui iš atmosferos išgauti vietose, kurių nesitikėjome. Šie atradimai gali turėti pasekmių Arkties maisto tinklams ir netgi paveikti pasaulines anglies ir klimato prognozes.
Paslėptos azoto gamyklos po ledu
Azotas sudaro maždaug 78 % Žemės atmosferos, tačiau dauguma organizmų negali jo panaudoti, kol jis nėra paverstas biologiniu požiūriu prieinamomis formomis, tokiomis kaip amoniakas ar amonio jonai. Mikroorganizmai, kurie atlieka šį pavertimą, vadinami azotą fiksuojančiais organizmais, ir jie sudaro daugelio ekosistemų pagrindą, tiekiantys esminį maistą.
Dešimtmečiais okeanografai laikė, kad šie azotą fiksuojantys mikroorganizmai — ypač tie, kurie veda didelio masto jūrinius procesus — apsiriboja šiltais, saulės apšviestais vandenyno regionais. Arktika, su savo žema temperatūra, silpnu apšvietimu ir tirštu jūros ledu, atrodė nepalanki. Nauji tyrimai, vadovaujami L. von Friesen iš Kopenhagos universiteto, kelia abejonių dėl tokio požiūrio.
Naudodami mėginius iš Centrinio Arkties vandenyno ir Euroazijos Arkties regionų, von Friesen komanda aptiko gausias necianobakterines diazotrofų bendruomenes (NCD): bakterijas, turinčias azoto fiksavimo genus, bet nepasikliaujančias fotosinteze. Nors tyrėjai dar ne visuose mėginiuose tiesiogiai nematavo aktyvaus azoto fiksavimo, šių mikroorganizmų pasiskirstymas ir genetinis potencialas tvirtai rodo jų vaidmenį Arkties azoto cikle ir jūrų biogeochemijoje.
Kodėl tai svarbu ekosistemoms ir klimatui
Šie mikroorganizmai nėra vien tik mikrobiologinė smalsybė. NCD gali tiekti azotą dumbliams, o dumbliai yra pagrindinis maisto šaltinis smulkiems bestuburiams, kurie minta mažais žuvų jaunikliais ir, galiausiai, didesniais plėšrūnais. Trumpai tariant: didesnis azoto kiekis gali reikšti daugiau dumblių, kas gali sustiprinti visą Arkties maisto tinklą.
„Buvo manoma, kad azoto fiksavimas negali vykti po jūros ledu, nes manyta, jog sąlygos organizmams, vykdantiems azoto fiksavimą, yra per prastos,“ sako von Friesen. „Klydome.“
Tai turi ir klimato pasekmių. Dumbliai fiksuoja anglies dioksidą augdami; jeigu padidėjusi azoto prieinamumas skatins daugiau dumblinės biomasės, Arkties vandenynas galėtų sulaikyti daugiau CO2. „Jei dumblinės produkcijos padaugės, Arkties vandenynas absorbuos daugiau CO2, nes daugiau anglies bus įtraukta į dumblių biomasę,“ aiškina jūrų mikrobinis ekologas Lasse Riemann, tačiau jis pabrėžia, kad sistema yra sudėtinga ir kiti grįžtamojo ryšio mechanizmai gali šį poveikį dengti.
Tyrėjai taip pat pastebėjo, kad jūros ledo pakraščiai paprastai turi didesnes azotą fiksuojančių mikroorganizmų koncentracijas ir didesnį numanomą azoto fiksavimo aktyvumą. Šis modelis yra svarbus, nes Arkties jūros ledas traukiasi ir tampa fragmentuotesnis, kylant temperatūrai. Atviros jūros ir išsiplėtusios pakraščio zonos gali sukurti palankesnes buveines azotą fiksuojančioms bakterijoms, kas galėtų sustiprinti jų poveikį.
Mokslinis kontekstas ir tolesni žingsniai
Iki neseniai dauguma jūrinių azoto ciklo ir klimato grįžtamojo ryšio modelių neįvertino reikšmingo Arkties azoto fiksavimo. Von Friesen ir kolegos teigia, kad būsimi klimato ir biogeocheminių procesų modeliai turėtų aiškiai įtraukti Arkties azoto fiksavimo aktyvumą, kad tiksliau prognozuotų anglies įsisavinimą, maisto tinklų pokyčius ir atmosferos mainus.
Pagrindiniai tolesni žingsniai apima tiesioginius azoto fiksavimo rodiklių matavimus skirtingomis ledo sąlygomis, eksperimentus, kurie sektų, kaip NCD sukurta azoto tėkmė patenka į dumblių biomasę, ir šių procesų integravimą į regioninius bei globalaus masto klimato modelius. Išplėstas mėginių ėmimas skirtingais metų laikais bei intensyvaus vasaros tirpimo metu padės aiškiau nustatyti, kada ir kur šie mikrobai yra aktyviausi.
Ekspertų įžvalga
„Diazotrofų radimas po jūros ledu pakeičia mūsų supratimą apie poliarines ekosistemas,“ teigia dr. Maya Henderson, jūrų biogeocheminė tyrėja iš Polar Research Institute. „Jei šios bakterijos yra aktyvios, jos gali pakeisti maistinių medžiagų pusiausvyrą ir anglies tėkmes regione, kuris šyla sparčiau nei pasaulio vidurkis. Modeliai, kurie praleidžia šį procesą, rizikuoja nuvertinti Arkties biologines reakcijas ir jų klimato grįžtamąsias reakcijas.“
Jūros ledo mažėjimas ir galimas poveikis azoto fiksavimo rodikliams. (von Friesen ir kt., Commun. Earth Environ., 2025)
Tyrėjams gaunant daugiau lauko duomenų ir integruojant mikrobinės ekologijos procesus į modelius, Arkties azotą fiksuojančių organizmų vaidmuo taps aiškesnis. Kol kas jų buvimas po ledu primena, kad net šalčiausios ir tamsiausios mūsų planetos kertelės gali talpinti netikėtą gyvybę — ir kad šie organizmai gali turėti įtakos gerokai už savo mikroskopinio dydžio ribų.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą