_ Pentru organismele microscopice, curenții oceanici acționează ca „Drumul expres” către adâncimi mai adânci, arată studiul

Unele dintre cele mai mici organisme ale oceanului sunt cufundate în curenții subacvatici care acționează ca o conductă care le transportă de la suprafața însorită la adâncimi mai adânci și mai întunecate, unde joacă un rol important. în afectarea chimiei și ecosistemului oceanului, potrivit unor noi cercetări.

Publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences și bazat pe munca de teren în timpul a trei croaziere de cercetare care se întind între 2017 și 2019, studiul se concentrează pe regiunile subtropicale din Marea Mediterană. Acesta a descoperit cum unele organisme microscopice unicelulare care sunt prea ușoare pentru a se scufunda peste 100 de metri sau cam asa ceva, cum ar fi fitoplanctonul și bacteriile, ajung să ajungă mai adânc în ocean, unde nu există suficientă lumină solară pentru ca aceste organisme fotosintetice să crească, să trăiască și să mănânce.

„Am descoperit că, deoarece aceste organisme sunt atât de mici, ele pot fi măturate de curenții oceanici, care apoi le aduc mai adânc decât acolo unde cresc”, a spus Mara Freilich, profesor asistent la Divizia de Matematică Aplicată a Universității Brown. și Departamentul de Științe Pământului, Mediului și Planetare care a lansat lucrarea ca doctorat. student un program comun la MIT și la Woods Hole Oceanographic Institution. „Este adesea o călătorie dus-întors pentru aceste organisme, dar prin această călătorie, ele joacă un rol critic în conectarea diferitelor părți ale oceanului.”

Freilich a efectuat cercetarea în timpul doctoratului. cu Amala Mahadevan, om de știință senior la Woods Hole, într-o strânsă colaborare cu cercetătorul senior de la Laboratorul de biologie marine Alexandra Z. Worden și echipa ei.

Curenții pe care le-a găsit echipa se numesc intruziuni și prin măturare în sus. organismele minuscule, ele ajută la schimbarea tipurilor de alimente disponibile în straturile mai adânci ale oceanului, transportând în același timp o cantitate semnificativă de carbon de la suprafața apei. Acest lucru ajută la hrănirea altor organisme din lanțul trofic al oceanului și crește complexitatea ecosistemului la adâncimi mai adânci, influențând modul în care viața și chimia funcționează sub apă.

În totalitate, studiul provoacă înțelegerea convențională a modului în care carbonul, care este transformat în materie organică prin fotosinteză în stratul luminat de soare al oceanului, este transportată la adâncime.

„Majoritatea fotosintezei – prin care lumina este transformată în carbon organic, o sursă de hrană pentru organismele vii – are loc în 50 de metri de sus a oceanului, așa că întrebarea a fost întotdeauna: Cum ajunge carbonul care se fixează prin fotosinteză în oceanul adânc?" Freilich a spus.

„S-a considerat întotdeauna că scufundarea particulelor bogate în carbon este singurul răspuns la această întrebare. Dar ceea ce am descoperit este că organisme mici, unicelulare, sunt prinse în fluxul oceanic către formează intruziuni... Astfel de intruziuni sunt caracteristici semnificative ale oceanului subtropical - în timp ce se extind pe zeci de kilometri lateral, ele coboară și sute de metri pe verticală, aducând celule și carbon cu ele. Acest mecanism nu a fost luat în considerare în estimările anterioare ale transportului de carbon. „

Cercetătorii au descoperit că intruziile au loc pe tot parcursul anului și provin din zone bogate în biomasă, inclusiv acolo unde organismele asemănătoare plantelor sunt la cele mai mari concentrații. Anterior, se credea că curenții oceanici transportă carbon până la adâncime doar sezonier. Cercetătorii sugerează că aceste intruziuni sunt răspândite în oceanele subtropicale ale lumii. Ele oferă conducte pentru transportul continuu de carbon și oxigen din oceanul luminat de soare până în adâncime.

„Am observat comunități microbiene care arătau exact ca comunități microbiene de suprafață până la 200 de metri”, a spus Freilich. „În alte regiuni, credem că acest lucru ar putea fi mult mai profund. Spre surprinderea noastră, am descoperit că majoritatea microbilor din intruziuni erau bacterii care se hrănesc cu carbon fixat de celulele de fotosinteză. Acest lucru a arătat că cea mai mare parte a biomasei transportate din straturile luminate de soare constau din microbi non-fotosintetici.”

În cadrul unei colaborări dintre SUA, Spania și Italia, oamenii de știință au plecat în trei excursii în oceanul subtropical Mediteranean pentru studiu. Au folosit instrumente speciale pentru a măsura proprietăți precum temperatura apei, salinitatea și abundența organismelor mici la diferite adâncimi. Analizele, efectuate în colaborare cu ecologistul microbian Alexandra Worden de la Laboratorul de Biologie Marină, au ajutat să arate diferențele dintre probele de intruziune și apele de fond.

Văzând că comunitățile microbiene din probele de intruziune mai adânci semănau cu comunitățile microbiene de suprafață a arătat că că erau transportați în adâncime. Cercetătorii au folosit, de asemenea, modele computerizate pentru a simula curenții oceanici pentru a dezvălui modul în care comunitățile de plante și bacterii minuscule s-au mișcat în apă.

„Cu datele puternice din Marea Mediterană stabilind acest proces de conducte tridimensionale ca un mecanism de aducere a microbilor de suprafață în oceanul întunecat în apele calde, am putut să vedem urme de export similar în marile regiuni ale oceanelor deschise”, a spus Worden.

Pe lângă sublinierea importanței ecologice a intruziunilor în modelare. biodiversitatea oceanică, studiul abordează, de asemenea, modul în care intruziunile ar putea fi afectate de schimbările climatice. Se crede că, pe măsură ce oceanele Pământului se încălzesc, proporția de carbon din celulele minuscule ar crește, iar transportul intruziunilor ar putea să nu fie la fel de afectat ca și alte mecanisme care transportă carbonul la adâncime. Intruziunile ne schimbă înțelegerea modului în care carbonul se mișcă în ocean și ar putea ajuta la reglarea stocării carbonului și a dinamicii microbiene în adâncul oceanului.

„Sunt mult mai multe de explorat acum că am descoperit asta”, Freilich. a spus. „Ceea ce urmează este să luăm ceea ce am învățat aici și să determinăm dacă putem folosi acest lucru pentru a prezice modul în care schimbările în compoziția comunității microbiene ar afecta transportul carbonului și ciclul global al carbonului într-un climat în schimbare.”

(Fluierul)