Уменьшенный морской лед - большие последствия

Верхнее изображение: Ледяные водоросли процветают под морским льдом. Эти водоросли являются фундаментальными для морской экосистемы Арктики. Фото: Янне Сорейде / UNIS.

Новые исследования показывают, что сокращение ледового покрова в Арктике будет иметь большие последствия для цветения водорослей. Поскольку основные морские виды зависят от этого цветения, любые изменения в сроках этого события могут иметь огромные последствия для всей морской экосистемы.

16 июля 2010
Текст: Ева Тереза ​​Йенсен

Нет сомнений в том, что арктический ледяной покров за последнее десятилетие значительно сократился. Однако до недавнего времени не было проведено расследование соответствующих последствий для наиболее важных морских биологических процессов.

Ледяные водоросли и фитопланктон являются двумя основными производителями, которые являются фундаментальными для арктической морской экосистемы. Ледяные водоросли растут внутри и на нижней части морского льда, а фитопланктон - в открытых водах. Эти водоросли являются основой всей жизни в Арктике, так как они производят исключительно омега-3 жирные кислоты, которые также необходимы людям.

Новое исследование показывает, что ключевые морские виды точно настроили свое размножение и рост к этим двум цветам водорослей. Изменения в климате подводного света из-за сокращения ледового покрова изменит текущий режим цветения водорослей с неизвестными последствиями для уязвимой арктической морской экосистемы.

В настоящее время ученые изучают, как изменения в степени морского льда влияют на время, количество и качество первичных и вторичных продуцентов (зоопланктона), таких как морские веслоногие ракообразные. Вместе морские водоросли и веслоногие ракообразные составляют основу морской пищевой сети Арктики - от рыбы и вплоть до белого медведя.

Это все о жире
Продукция омега-3 ледяных водорослей и фитопланктона имеет «пики», которые эффективно используют пасущиеся зоопланктоны. Морские веслоногие ракообразные Calanus glacialis , Calanus finmarchicus и Calanus hyperboreus широко распространены в северных океанах.

Весной и летом, когда имеет место 24-часовой дневной свет, и производство биомассы в Северном Ледовитом океане достигает своего пика, эти маленькие веслоногие ракообразные эффективно питаются водорослями.

Энергия водорослевой пищи накапливается в виде жидкого жира в липидном мешке, который может заполнить почти всю полость тела животного при заполнении.

До 80% веса тела Calanus glacialis и Calanus hyperboreus могут состоять из жира, и самый крупный из этих трех веслоногих ракообразных, Calanus hyperboreus , способен выжить на этом жировом отложении 2 года без питания.

Calanus glacialis среднего размера составляет до 80% биомассы зоопланктона в арктических шельфовых морях, покрытых льдом, и является одним из наиболее важных продуктов питания, среди прочего, для гренландского кита, маленького аука и полярной трески.

Calanus glacialis . Жирный мешок хорошо виден. Фото: Янне Сорейде / UNIS.

Взрывное производство продуктов питания
Весной, когда морской ледяной покров удаляется и солнечный свет проникает в океан, фитопланктон буквально «взрывается» и обеспечивает океан большим количеством высококачественной пищи, богатой омега-3 жирными кислотами.

Однако этот продуктивный период в Высокой Арктике, как правило, слишком короткий для полного развития важных травоядных всего за один летний сезон. Это связано с сочетанием низких температур, которые продлевают время развития, и быстрым снижением роста фитопланктона, поскольку сильное расслоение водных масс, вызванное таянием льда, предотвращает поступление новых питательных веществ в верхние слои.

Однако C. glacialis продлевает сезон выпаса, выпасая на ледяных водорослях. Ледяные водоросли могут начать цвести на два месяца раньше, чем фитопланктон, поскольку они специально приспособлены для роста в условиях мрачного освещения.

Прекрасно настроенный
Ученые норвежского проекта МПГ «CLEOPATRA» следили за сезонным развитием ледяных водорослей, фитопланктона и развитием популяции C. glacialis в высокоарктическом фьорде в 2007 году. Ученые из UNIS, Норвежского полярного института и Института Альфреда Вегенера (Германия) ) нацелена на выявление тесной связи между солнечным циклом, пиками качества продуктов питания, а также началом и продолжительностью первичного и вторичного производства.

Полевые работы были проведены в Рийпфьордене, который является северной частью Нордаустланде на Шпицбергене. Этот фьорд напрямую связан с полярным океаном. Сбор данных проводился с использованием стационарной океанской обсерватории и регулярных полевых исследований на месте в течение зимы, весны и лета 2007 года.

- Первое цветение ледяных водорослей произошло в конце апреля, в то время как Райпфьорден все еще был покрыт толстым морским льдом. Второе цветение фитопланктона началось в начале июля, после того как лед на фьорде растаял. Янне Сорейде в UNIS.

- Жизненный цикл C. glacialis был идеально настроен на эти два события цветения водорослей. Серейде объясняет, что самки эффективно использовали первое цветение ледяных водорослей для раннего созревания и высокой яйценоскости, благодаря чему первые стадии кормления нового поколения могли в полной мере использовать преимущества более позднего цветения фитопланктона.

Уменьшение морского льда - огромные последствия
Поскольку эти биологические процессы на дне пищевой сети так хорошо настроены, возможно, сокращение площади морского льда, как по протяженности, так и по толщине, может привести к несоответствию между основными производителями и основными арктическими кормильцами, что будет иметь негативные последствия для всей арктической морской экосистемы. Меньшее количество морского льда приведет к более раннему таянию и более раннему цветению фитопланктона, а также к более короткому периоду цветения ледяных водорослей.

Согласно Сереиде, богатые жирами арктические пастбища, такие как C. glacialis, могут быть заменены менее «жирными» атлантическими организмами, что может оказать прямое негативное воздействие на остальную часть жировой экосистемы Высокой Арктики на жировой основе.

Будущие исследования будут направлены на получение более длинных временных рядов этих важных биологических процессов, как это было изучено в Rijpfjorden.

- Помимо изучения водорослей и травоядных, мы хотим включить одного или двух ключевых хищников, а также исследования того, как изменения в сроках, количестве и качестве цветения водорослей влияют на богатые бентические сообщества в арктических морях шельфа, Сорейде говорит.

Rijpfjorden, таким образом, станет важной областью исследований в будущем вместе с Billefjorden (порог покрытый льдом фьорд во внутренней системе Isfjorden), который более доступен, чем Rijpfjorden. Ученые также хотят изучать биологические процессы во время Полярной ночи в Биллефьордене, которая до сих пор была довольно неизвестна.

Ссылка:
Янне Сорейде, Ева Леу, Йорген Берге, Мартин Грейв, Стиг Фальк-Петтерсен: «Время цветения, качество пищи в водорослях и размножение и рост Calanus glacialis и рост в изменяющейся Арктике. Биология глобальных изменений (2010), doi: 10.1111 / j.1365-2486.2010.02175.x

Похожие

Комментарии