Океан голубой из-за пустоты: единственный житель тропиков теряет силы

Фотосинтез — основа жизни на Земле. Благодаря ему растения, водоросли и цианобактерии используют солнечную энергию для создания органических веществ и выделяют кислород, без которого невозможна жизнь.

Среди огромного разнообразия фотосинтезирующих организмов особое место занимает крошечный морской микроб — Prochlorococcus. Несмотря на микроскопические размеры, он оказывает колоссальное влияние на планету: обеспечивает почти треть кислорода в атмосфере и формирует основу океанических пищевых цепей, сообщает Nature Microbiology.

Кто такой Prochlorococcus

Prochlorococcus — самый распространённый фотосинтезирующий организм на Земле. Эти цианобактерии обитают в поверхностных слоях океана, где достаточно света. Их можно встретить более чем в 75% освещённых солнцем вод, особенно в тропиках и субтропиках.

Микробы идеально приспособлены к жизни в бедных питательными веществами морях: у них крошечные размеры и минимальный геном, в котором остались только самые необходимые функции. Такая "экономия" позволяет им выживать там, где другим организмам не хватает ресурсов.

Значение для планеты

Prochlorococcus производит почти треть кислорода, которым мы дышим. Вдали от берегов именно они придают воде прозрачный голубой оттенок: кроме них в таких районах почти нет жизни. Эти микробы — невидимая, но жизненно важная основа океанических экосистем.

"Вдали от берега, в тропиках, вода имеет такой яркий, красивый голубой цвет, потому что в ней очень мало живых организмов, за исключением Prochlorococcus", — сказал ведущий автор исследования, Вашингтонский университет, Франсуа Рибалет.

Исследование: идеальная температура и её пределы

Учёные долго считали, что Prochlorococcus легко справится с глобальным потеплением. Но новое исследование в журнале Nature Microbiology показало: эти микроорганизмы имеют "температурный потолок".

Оптимальный диапазон для их роста — от 19 до 28 °C. При превышении 30 °C скорость деления клеток падает почти в три раза. Это значит, что при дальнейшем потеплении тропические воды, где сейчас господствует Prochlorococcus, могут стать для него слишком жаркими.

Как проводилось исследование

Чтобы проверить реакцию микробов на тепло, учёные проанализировали 800 миллиардов клеток, собранных в ходе 90 экспедиций за 13 лет. Для этого использовали проточный цитометр, способный выявлять мельчайшие частицы фитопланктона прямо на борту судна.

Результаты оказались неожиданными: клеточное деление замедлялось именно из-за высокой температуры, а не из-за дефицита света или питательных веществ.

"Их температура выгорания оказалась гораздо ниже, чем мы предполагали", — отметил Франсуа Рибалет.

Возможные последствия

Если океаны будут нагреваться дальше, продуктивность Prochlorococcus может сократиться на 17% при умеренном потеплении и более чем на 50% — при экстремальном. В глобальном масштабе падение оценивается в 10-37%.

С уменьшением численности этих микробов снизится выработка кислорода и органики для других организмов. Это приведёт к цепной реакции во всей морской экосистеме.

Сравнение с другими цианобактериями