6 Minutės
Nauji tyrimai rodo, kad plečiamos deguonies stokos zonos šiaurės rytų Ramiajame vandenyne gali išstumti mažas, bet gyvybiškai svarbias giluminės jūros rūšis, dažnai vadinamas 'zombi sliekais'. Mokslininkai įspėja, kad vandenynų šiltėjimas ir dėl to išsiplečiančios deguonies minimumo zonos (OMZ) gali pakenkti banginių kaulų (whale-fall) ir nuskendusios medienos (wood-fall) ekosistemoms, kurios priklauso nuo šių kaulus skaidančių organizmų. Šis poveikis nėra vien tik vietinis – keičiasi anglies pernaša ir biogeocheminiai procesai didelėse giluminėse zonose, o tai gali turėti atgarsį regioniniame anglies cikle ir biologinėje įvairovėje. Tyrime aptariami ne tik tiesioginiai poveikiai Osedax populiacijoms, bet ir platesnės ekologinės grandinės pokyčiai, kuriuos pajus mikrobinės bendrijos, kiti bezdažnai gyvūnai ir žuvų bendruomenės, priklausančios nuo kaulų ir medienos substratų.
Kaip deguonies minimumo zonos keičia giluminę jūrą
Deguonies minimumo zonos (OMZ) yra natūraliai mažo deguonies sluoksniai vandenyne, kurie susidaro dėl vandens masių sluoksniavimosi, biogeocheminių procesų ir biologinės deguonies vartojimo. Tačiau klimato kaitos nulemta šiluminė energija intensyvina ir plečia šias zonas: šiltesnis vanduo sulaiko mažiau tirpinio deguonies, pakinta jūrų srovės ir vertikalus maišymasis, o tai susiaurina tinkamas buveines deguoniui jautrioms rūšims. Kontinentinių šelfų pakraščiai ypač pažeidžiami, nes ten rasti banginių lavonai ir nuskendusi mediena sukuria izoliuotas, vietines biologinės įvairovės "karštąsias" zonas, kurias maitina ir formuoja specifinės organizmų bendrijos. OMZ išsiplėtimas gali sumažinti šių karštųjų taškų gyvybingumą, pakeisti santykines rūšių gausas, sutrikdyti reprodukcijos ir difuzijos procesus bei paveikti maisto grandines nuo mikroorganizmų iki stambių gyvūnų.
Lauko eksperimentas ir mokslininkų stebėjimai
Tyrėjų grupė, vadovaujama De Leo ir Havajų universiteto jūrologijos specialisto Craig Smith, diegė kontroliuojamus whale-fall eksperimentus, kad stebėtų bendrijų atsaką mažėjant deguonies lygiui. Tyrimo dizainas apėmė kontroliuojamai nukreiptus kaulų substratus, stebėjimą laike ir deguonies matavimus prie skirtingų gylių bei atstumų nuo kranto. Pradinė publikacija, išleista Frontiers in Marine Science 2024 metais, pateikė nerimą keliančius signalus: rūšių sudėtis keitėsi, pastebėtos nuoseklios rūšių vietos praradimo tendencijos tose komunitetuose, kurioms reikalingesnis aukštesnis deguonies lygis. Tarp pažeidžiamų organizmų išsiskyrė Osedax genties sliekai, kurie, nors ir specializuoti kaulų skaidytojai, priklauso nuo tam tikrų deguonies slenksčių, reprodukcijos sėklumo ir larvų išlikimo. Eksperimentiniai duomenys taip pat rodė, kad kitų gyvūnų, pvz., nekrofagų, filtratorių ir kai kurių makrobentinių nevertebratų, pasikeitimai turėjo tolimus kaskadinius padarinius bendruomenės struktūrai. Detalesnė analizė apėmė morfologinių pažeidimų įvertinimą, biologinę įvairovę kaulų paviršiuje, mikrobinės bendrijos funkcionalumą ir anglies mineralizacijos rodiklius, kas leidžia geriau suprasti veikimo mechanizmus ir galimas ilgalaikes tendencijas.
Kas yra 'zombi sliekai'?
Osedax — tai specializuoti daugialąsčiai segmentuoti bestuburiai (anelidai), kurie įgavo populiarų pravardę 'zombi sliekai' dėl savo morfologinių ir ekologinių savybių: jie pragręžia ir įsiskverbia į kaulus, išskirdami fermentus ir simbiotines bakterijas, kurios padeda išlaisvinti ir panaudoti organines maistines medžiagas. Šios rūšys atlieka išskirtinį vaidmenį anglies ir maistinių medžiagų perdirbime po banginių ir kitų stambių gyvūnų kritimų: jos greitina kaulų skaidymą, grąžina maistines medžiagas į giluminio maisto tinklą ir palaiko mikrobiotas bei kitus necheminius organismus aplink kaulų ir medienos substratus. Osedax biologija yra sudėtinga — joms būdingi specialūs rezorbcijos mechanizmai, symbiontinės bakterijos žarnyne ar kituose audiniuose, taip pat skirtingos gyvenimo stadijos su skirtingais ekologiniais reikalavimais. Dėl šių savybių jos daro didelę įtaką vietinei bionomikai: kaulų krūvos, kur Osedax aktyvios, dažnai tampa unikaliomis buveinėmis, pritraukiančiomis kitus gyvūnus, kurie naudoja išlaisvintas maistines medžiagas, o tai kuria laikinus bet svarbius kultūrinius rezervuarus giluminėje jūroje.
Kodėl tai svarbu ne tik kaulams
"Panašu, kad OMZ plėtra, kuri yra vandenynų šiltėjimo pasekmė, bus bloga žinia šiems nuostabiems banginių ir medienos krintamų ekosistemų bendruomenėms šiaurės rytų Ramiojo vandenyno pakraštyje," teigia Craig Smith, kuris kartu su De Leo vadovavo eksperimentui. De Leo taip pat pažymi, kad rūšių pasiskirstymo modeliai keičiasi regioniniu mastu, o tai rodo kaskadinius poveikius giluminės jūros biologinei įvairovei ir anglies ciklui. Šios permainos reiškia, kad funkcijos, kurias vykdo kaulų ir medienos ekosistemos — pvz., anglies laikinas saugojimas, maistinių medžiagų atlaisvinimas ir mikrobiologinių procesų palaikymas — gali sumažėti arba pasislinkti į kitas vietas, kur OMZ yra mažiau intensyvios. Toks poslinkis keičia regioninių biomasių ir energetinių srautų balansą: sumažėjęs Osedax populiacijų skaičius mažina organinių anglies skilimo tempą vietose, kur anksčiau greitai vyko kaulų mineralizacija, o tai gali paveikti anglies kaupiamąsias funkcijas bei mikrobiologinės produkcijos grandines.
Ką toliau: stebėsena Clayoquot šlaito srityje
Mokslininkai šiuo metu stebi kitą whale-fall eksperimentą Clayoquot Slope srityje prie Vankuveryje esančios salos, kad nustatytų, ar Osedax populiacijos mažės, kai OMZ slėptis keisis ir plėsis. Nuolatinės stebėsenos, įskaitant ilgo laikotarpio monitorą, deguonies ir kitų fizinių parametrų matavimus, genetinės analizės ir detalų bendruomenių inventorizavimą, padės prognozuoti potencialių lokalių išnykimų mastą ir informuoti apsaugos priemones, skirtas išsaugoti giluminės jūros ekosistemų funkcijas šiltėjančiame vandenyne. Tokie stebėjimai yra svarbūs ne tik moksliniam suvokimui, bet ir praktinei valstybių bei regioninių institucijų politikai: jie leidžia įvertinti, kur reikėtų nukreipti apsaugos prioritetus, kaip formuoti jūrų saugomų teritorijų tinklus, ir kokias antropogenines įtakas (pvz., klimato kaitos mažinimą, vietinius taršos šaltinius) reiktų adresuoti.
Be to, suomiami bendresni sprendimai gali apimti OMZ žemėlapių atnaujinimą, kritinių kaulų ir medienos substratų buveinių žymėjimą bei aktyvią tarptautinę bendradarbiavimo politiką klimato kaitos poveikio mazinimui. Technologiniai sprendimai, tokie kaip ilgalaikės stebėsenos nardymo įrenginiai, autonominiai povandeniniai aparatai (AUV), ir naujos kartos sensoriai, leidžia fiksuoti gyvūnų elgseną, deguonies svyravimus ir mikrobiologinius procesus realiu laiku, todėl gerokai pagerina prognozavimo modelių tikslumą. Galiausiai, šie duomenys padeda suprasti, kaip išsaugoti ne tik rūšis, bet ir procesus — pvz., anglies mineralizaciją ir maisto tinklų palaikymą — kurie užtikrina giluminės jūros funkcinę atsparumą klimato pokyčiams.
Visapusiški tyrimai, tokių kaip šie kontroliuojami whale-fall eksperimentai, atskleidžia svarbius ryšius tarp fizinių aplinkos sąlygų (pvz., deguonies lygių), evoliucinių adaptacijų (pvz., Osedax specializacijos) ir ekosisteminių funkcijų (pvz., anglies ir maistinių medžiagų pernašos). Suvokus šiuos ryšius, mokslinė bendruomenė gali geriau parengti konservavimo strategijas, orientuotas į giluminės jūros ekologijos palaikymą, ir informuoti politikus bei visuomenę apie būtinybę spręsti platesnius klimato kaitos iššūkius, kad išsaugotume unikalų, bet pažeidžiamą giluminio vandenyno gyvenimą ir jo teikiamas ekosistemines paslaugas.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą