В междисциплинарном проекте сотрудничества ЕС-проектов FACE-IT, ECOTIP и SEA-Quester учёные исследовали последствия изменения климата в Арктике. Они сосредоточились на группе организмов, которые составляют основу прибрежных экосистем Арктики — бурых макроводорослях, известных как ламинарии, которые образуют густые и обширные подводные леса вдоль скалистых береговых линий.

Экологическую роль водорослей можно сравнить с деревьями на суше: они обеспечивают пищу, среду обитания и питомник для различных организмов и тем самым поддерживают сложные экосистемы. Исследователи сосредоточились на влиянии изменения климата на водоросли, чтобы сделать выводы об экологических и социально-экономических последствиях.

Новые результаты исследований в области экологии арктического побережья были опубликованы в журнале Scientific Reports Сариной Недзведз и Каем Бишофом из Бременского университета и MARUM — Центра наук о морской среде, а также их группой соавторов.

Потепление увеличивает интенсивность стока и влияет на концентрацию элементов

Арктический регион нагревается со скоростью, которая намного превышает среднюю мировую. В результате тают снег, ледники и вечная мерзлота — все это способствует образованию прибрежных стоков.

Сточные шлейфы резко изменяют параметры воды, поскольку большие объёмы пресной воды снижают соленость, намытые отложения уменьшают доступность света, а в зависимости от литогенного и органического материала в стоке изменяется элементный состав.

Хотя многие элементы, вымываемые во фьорды, могут выступать в качестве микроэлементов для водорослей (например, натрий, магний, калий), вредные элементы, такие как тяжелые металлы (например, кадмий, свинец, ртуть), также были обнаружены в более высоких концентрациях.

Исследователи собрали водоросли, подвергшиеся воздействию различных уровней интенсивности стока, и проанализировали их элементный состав. По всем исследованным элементам команда обнаружила одну и ту же закономерность: по мере увеличения интенсивности стока увеличиваются и концентрации элементов.

Что касается ртути, то водоросли, на которые сильно влиял сток, характеризовались содержанием ртути на 72% выше, чем водоросли из контрольной зоны.

Изменение микробиома

Далее исследователи проанализировали, как различные скорости стока влияют на микробиом ламинарии. Микробиом имеет большое значение для экологической функции ламинарии, такой как её пищевая ценность или элементарный цикл в экосистеме. Они обнаружили, что микробиом также менялся при различных скоростях стока.

Оба этих климатических изменения в водорослях, вероятно, будут иметь каскадные последствия для всей экосистемы. Было показано, что употребление в пищу водорослей, загрязненных металлами, имеет негативные последствия, такие как снижение развития, роста и воспроизводства, и может привести к биоаккумуляции вредных элементов по всей пищевой сети Арктики.

В конечном итоге это может иметь и социально-экономические последствия. Высокий биосорбционный потенциал водорослей необходимо учитывать при внедрении марикультуры.

Однако сбор водорослей во фьордах с высоким уровнем талой воды и загрязнения металлами может быть экологически чистым методом сбора редкоземельных элементов (фитомайнинг). Редкоземельные элементы все чаще используются в ключевых технологиях, таких как возобновляемые источники энергии и электроника.

Контакты, администрация и авторы