Ответная реакция морской донной экосистемы на резкие глобальные изменения климата
Response of seafloor ecosystems to abrupt global climate change. Sarah E. Moffitt, Tessa M. Hill, Peter D. Roopnarine, James P. Kennett. PNAS. 2015. Vol. 112. No 15. P. 4684–4689.
Согласно существующим прогнозам, антопогенные изменения климата могут привести к существенному снижению концентраций кислорода (О2) в водах Мирового океана, что несомненно отразиться на морских экосистемах. Оценка результатов подобных резких глобальных климатических изменений в геологическом прошлом нашей планеты позволит предсказать последствия изменения режима насыщения кислородом морских вод в будущем. Обычно подобные исследования ограничиваются изучением фораминифер, без рассмотрения реакции на обескислороживание экосистемы в целом. В работе приводятся результаты первого комплексного исследования, в ходе которого проводилась оценка обратной связи со стороны представителей всех крупнейших таксонов морских беспозвоночных (моллюсков, иглокожих, членистоногих, кольчатых червей). Всего было изучено более 5400 ископаемых организмов и следов их жизнедеятельности с точки зрения реакции на глобальное потепление в период перехода от последнего ледникового периода к текущему межледниковью. Среди изученных моллюсков преобладали экстремофильные виды, в том числе содержащие эндемосимбиотические бактерии (Lucinoma aequizonatum), а также питающиеся на нитевидных сероокисляющих бентосных бактериальных матах (Alia permodesta). Ученые пробурили десятиметровый слой отложений на дне залива Санта-Барбары (Калифорния), сформировавшийся в течение тысячелетий из останков морских растений и животных. В результате они смогли увидеть, как менялась флора и фауна в море в разные климатические периоды. Выяснилось, что глобальное потепление, произошедшее примерно 14700 лет назад, куда быстрее, чем считалось до этого, уничтожило большую часть морских беспозвоночных – морских звезд, морских ежей, моллюсков и т.д. Изученный период охватывал промежуток времени 16100–3400 лет. Результаты показывают, что даже относительно небольшие изменения режима насыщения кислородом морских вод (>1,5 или <0,5 мл/лО2), произошедшие при резком (менее чем за 100 лет) потеплении в восточной части Тихого океана привели к существенным сдвигам в биосообществах морских беспозвоночных. Изменение климата уменьшило уровень кислорода в морской воде (нечто похожее происходит и сегодня), и те морские обитатели, которые сильно зависели от кислорода, тут же исчезли. Большое разнообразие видов, существовавшее до этого в мировом океане, уступило место более скудному животному и растительному миру, подобному тому, который сегодня существует в глубоких океанских впадинах или рядом с местами выброса метана. Через некоторое время на Земле снова похолодало, и прежние экосистемы начали восстанавливаться, однако для этого им понадобилось около тысячи лет. Примерно 11700 лет назад снова произошло потепление, и большая часть многоклеточных в Мировом океане исчезли в течение всего лишь 170 лет, а для того, чтобы снова восстановиться после нового похолодания, им понадобилось уже около 4 тыс. лет. Все это свидетельствует о крайней хрупкости морских экосистем и о том, какое длительное время требуется для их восстановления. Сегодняшнее потепление проходит медленнее, чем в прошлом, однако угроза для Мирового океана все равно существует.
В.В. Стрекопытов