Самые старые и самые маленькие существа на Земле станут победителями изменения климата – и последствия могут быть ужасными

Мировой океан является домом для микроскопических организмов, невидимых человеческому глазу. Эти крошечные существа, известные как прокариоты, Это 30% жизни В мировом океане.

Эти организмы играют важную роль в поддержании баланса океана. Но Новый поиск То, что мы с коллегами обнаружили, показывает, что этот баланс находится под угрозой.

Мы обнаружили, что прокариоты обладают замечательной способностью адаптироваться к изменению климата – и в результате они могут все больше доминировать в морской среде.

Это может снизить доступность рыбы, от которой люди зависят в качестве пищи, и затруднить способность океана поглощать выбросы углерода.

Хороший баланс

К прокариотам относятся как бактерии, так и археи, еще один тип одноклеточных организмов.

Считается, что эти организмы являются древнейшими клеточными формами жизни на Земле. Они процветают по всей планете – на суше и в воде, от тропиков до полюсов.

Недостаток размеров прокариот компенсируется их изобилием. В мировом масштабе численность населения составляет примерно Тонны морских прокариот Оно существует для каждого человека на этой планете.

Они играют решающую роль в глобальных пищевых цепочках, помогая удовлетворить потребности в питательных веществах рыбы, которую люди ловят и едят.

Морские прокариоты растут очень быстро – процесс, при котором выделяется много углерода. Фактически прокариоты на глубине 200 метров в океане производят ок. 20 миллиардов тонн углерода ежегодно: В два раза больше людей.

Это массовое производство углерода уравновешивается фитопланктоном – другим типом микроорганизмов, который преобразует солнечный свет и углекислый газ в энергию посредством процесса фотосинтеза.

Фитопланктон и другие океанические процессы, а также Впитывает до одной трети углерода, который люди ежегодно выбрасывают в атмосферу. Это помогает снизить темпы глобального потепления.

То, как прокариоты реагируют на глобальное потепление, является ключом к пониманию того, как хрупкий баланс мировых океанов может измениться в более теплом мире. Это был фокус Мы искали.

Что мы нашли

Мы хотели предсказать, как изменение климата повлияет на «биомасу» или общий глобальный вес морских архей. Мы также хотели изучить, как изменение климата повлияет на производство углерода.

Для этого мы построили компьютерные модели, которые объединяют десятилетия наблюдений из десятков научных исследований в мировом океане.

Итак, что мы нашли? Прокариотические организмы с большей вероятностью выиграют от изменения климата, чем другие морские организмы.

С каждым градусом потепления океана их биомасса будет уменьшаться примерно на 1,5%. Это менее половины ожидаемого снижения планктона, рыб и крупных млекопитающих на 3-5%.

Это означает, что будущие морские экосистемы будут иметь меньшую общую биомассу и в них будут все больше доминировать прокариотические организмы. Это приведет к смещению большей доли доступных питательных веществ и энергии в пользу прокариотических организмов, а не рыбы, что приведет к сокращению запасов рыбы, которую едят люди.

Мы обнаружили еще одно важное изменение. Мы ожидаем, что на каждый градус потепления археи в верхних 200 метрах мирового океана будут производить дополнительно 800 миллионов тонн углерода в год.

Это эквивалентно Текущие выбросы всего Европейского Союза (после преобразования CO2 в углерод).

Что все это значит?

Ожидается, что из-за антропогенного изменения климата температура океанов Земли повысится на… К концу этого столетия потепление на 1°C и 3°CЕсли человечество не изменит курс.

Если количество углерода, производимого архаичными организмами, увеличится, как ожидалось, это может снизить способность океанов поглощать выбросы человека. Это означает, что достижение нулевых глобальных выбросов станет более трудным.

Более того, текущие прогнозы сокращения мировых запасов рыбы из-за изменения климата обычно не принимают во внимание, как глобальное потепление может перестроить морские пищевые сети, отдавая предпочтение прокариотам. Это означает, что ожидаемое снижение, вероятно, будет ниже фактических оценок.

Сокращение популяций рыбы представляет собой серьезную проблему для мировых запасов продовольствия, поскольку океаны являются основным источником белка на протяжении примерно 3 миллиарда человек.

Что должно произойти сейчас?

Наш анализ представляет собой важный шаг в выявлении меняющейся роли морских архей. Но большие сомнения остаются.

Наш анализ построен на существующих наблюдениях. Изменение климата уже меняет условия в морских экосистемах таким образом, что наши модели, возможно, не смогут отразить их.

Мы также не знаем, насколько быстро примитивные организмы адаптировались и эволюционировали к новой среде обитания. Но Существующие исследования Исследование показывает, что в течение нескольких недель бактерии могут развить новые черты, которые облегчают им выживание.

Очевидно, что ученые должны продолжать улучшать свое понимание прокариотических организмов и того, как на них влияет изменение климата.