Аннотация:
Новые исследования показывают, что экскременты пингвинов неожиданным образом меняют экологическую среду прибрежных районов Антарктики. Исследователи отметили, что питательные вещества, богатые фекалиями пингвинов, будут способствовать цветению снежных водорослей, вызывая появление больших зеленых зон на первоначально белом снегу, и это изменение может еще больше ускорить таяние снега в некоторых частях Антарктиды.
Исследования показывают, что помет пингвинов обеспечивает достаточное количество питательных веществ для микроскопических снежных водорослей, заставляя их образовывать густое цветение водорослей вдоль побережья Антарктического полуострова. Эти водоросли уменьшают способность снега отражать солнечный свет, позволяя поверхности поглощать больше солнечной энергии, тем самым способствуя расширению свободных ото льда территорий. Поскольку температура вдоль побережья Антарктики продолжает повышаться и подходящие условия для выращивания становятся все более подходящими, этот биологический процесс может еще больше усилить локальное таяние снега.
Снежные водоросли разного цвета оказывают существенное влияние на теплопоглощающую способность снега. Исследователи обнаружили, что снег, покрытый красными снежными водорослями, поглощает примерно на 20% больше энергии солнечного излучения, чем чистый белый снег, в то время как области, покрытые зелеными снежными водорослями, поглощают примерно на 40% больше энергии, что в два раза больше, чем в областях, покрытых красными снежными водорослями. Зеленый снег также тает быстрее, поскольку поглощает больше тепла.
Снежные водоросли — это крошечные организмы, обитающие в полярных и альпийских снегах и отображающие разные цвета в зависимости от условий окружающей среды. Когда питательных веществ достаточно, снежные водоросли производят зеленые пигменты, такие как хлорофилл, которые значительно повышают эффективность фотосинтеза и быстро растут в течение короткого антарктического лета. Когда питательных веществ недостаточно или окружающая среда сурова, они переходят в относительно спящее состояние и производят красные пигменты с солнцезащитным эффектом, чтобы противостоять сильному солнечному свету и замедлять свой рост.
Исследовательская группа обнаружила, что большое количество фосфатов в фекалиях пингвинов является ключевым фактором, влияющим на изменение цвета снежных водорослей. Это питательное вещество помогает снежным водорослям сохранять свое зеленое состояние роста вместо перехода в красное защитное состояние. Другими словами, фекалии пингвинов фактически действуют как естественное удобрение, обеспечивая условия для крупномасштабного размножения зеленых снежных водорослей.
Чтобы проверить эту связь, исследователи провели полевые исследования вдоль западной части Антарктического полуострова, охватывающей около пяти широт. Они пересекли пролив Дрейка, чтобы собрать образцы красного и зеленого снега в прибрежных районах с колониями пингвинов и без них, а затем привезли образцы обратно в лабораторию для анализа клеток водорослей, пигментов и питательных веществ. Результаты показали, что концентрации фосфатов были значительно выше в районах зеленых снежных водорослей, чем в районах красных снежных водорослей.
Алия Хан, старший автор исследования и биогеохимик криосферы из Университета Колорадо в Боулдере, сказала, что фекалии пингвинов и красные снежные водоросли иногда очень похожи по внешнему виду, поэтому исследователям приходится полагаться на лабораторные испытания, чтобы отличить их. Она также пошутила, что работа вблизи колоний пингвинов может быть очень неприятной, потому что птицы часто перемещаются среди собственного помета, вынося его на поверхность окружающего снега.
Ученые полагают, что это открытие раскрывает ранее упускаемые из виду связи между морскими экосистемами и наземной средой Антарктики. Пингвины добывают пищу в океане, а затем возвращаются на сушу, принося питательные вещества на поверхность снега через свои экскременты, тем самым изменяя рост снежных водорослей. По мере потепления климата и изменения ареала обитания пингвинов этот механизм обратной связи, состоящий из дикой природы, круговорота питательных веществ и снежных водорослей, может оказывать все более очевидное влияние на расширение свободных ото льда территорий Антарктики в будущем.
Исследовательская группа отметила, что многие современные модели прогнозирования таяния снега в Антарктике и расширения площади, свободной ото льда, не полностью учитывают этот «эффект биологического затемнения». Игнорируя взаимодействие между дикой природой и снежными водорослями, научное сообщество, возможно, недооценивает скорость таяния прибрежного снега Антарктики и истинную степень расширения свободной ото льда поверхности. Исследователи заявили, что необходимо собрать больше данных наблюдений, прежде чем соответствующие механизмы можно будет официально включить в климатические модели.
Комментарии