Без источника азота фитопланктон в Арктике всегда был ограничен в количестве углерода, который он может забрать из верхних слоев океана и атмосферы. Новый источник азота, предлагаемый UCYN-A, может сделать арктический фитопланктон более продуктивным, что в конечном итоге снизит уровень углерода в атмосфере.
«Было шоком обнаружить этот процесс в Арктике», – сказала Дебора Бронк, один из авторов исследования, президент и генеральный директор Лаборатории изучения океана Бигелоу. «Мы думали, что азотфиксация происходит только в тропических и субтропических водах.
Это открытие может иметь огромное значение для химических циклов океана и климата."
Так же, как садовым цветам и другим наземным растениям для роста необходим азот, этот элемент также важен для микроскопических океанских растений, называемых фитопланктоном.
Однако большая часть азота в океане находится в форме газа, который большинство организмов, включая людей, не может использовать. Только несколько видов микроорганизмов способны справиться с этой задачей.
Ученые долгое время считали, что основной азотфиксирующий фитопланктон в океане обитает только в теплых водах, а азотфиксация практически отсутствует в Северном Ледовитом океане.
В 2017 году Бронк и его коллеги опубликовали статью, в которой говорилось о том, что азотфиксация на самом деле происходит в Северном Ледовитом океане, но они еще не знали, какой организм отвечает за этот процесс.
Они были удивлены, обнаружив, что источником является UCYN-A, одноклеточная цианобактерия, которая живет в симбиозе с водорослями и обычно процветает в теплой воде.
«Это исследование показало, что наши предвзятые идеи мешают нам искать то, чего мы не ожидаем найти», – сказал Бронк. "Чем больше мы узнаем об океане, тем больше мы видим, что организмы невероятно пластичны в том, что они могут делать и где они могут жить."
По мере того как Северный Ледовитый океан нагревается и его морской лед тает, вегетационный период фитопланктона удлиняется. Исследовательская группа считает, что, хотя UCYN-A мог существовать в Арктике в течение некоторого времени, более теплые условия, вызванные изменением климата, побудили его начать фиксировать азот.
Они также считают, что этот сдвиг в активности UCYN-A может, в свою очередь, повлиять на глобальный климат. По мере роста фитопланктона они удаляют углерод из океана и, в конечном итоге, из атмосферы, но для этого им нужен азот, который UCYN-A может все больше обеспечивать.
По оценкам исследователей, на арктический UCYN-A в настоящее время приходится около двух процентов глобальной азотфиксации. Продолжение исследования этого процесса и его включение в глобальные биогеохимические модели улучшит прогнозы климата и понимание важных океанских циклов.
Исследователи полагают, что это увеличение доступного арктического азота может повлиять на биогеохимические циклы в северной части Атлантического океана, вызывая дальнейшие сдвиги в океанских циклах.
«Только благодаря прошлым исследованиям мы смогли определить, что этот процесс является новым», – сказал Бронк. "Это исследование подчеркивает тот факт, что иногда отсутствие процесса, который вы ищете, является невероятно важным. Нам необходимо сохранить данные и сделать их доступными для людей, чтобы мы действительно могли узнать, как меняется океан."