Хімія рифів впливає на вуглецевий цикл океану

Міжнародна команда науковців виявила вражаюче різноманіття хімічних речовин, що виділяються кораловими рифами, та їх важливу роль у складних взаємодіях між морськими організмами та глобальним вуглецевим циклом.

Дослідження проведене спеціалістами Інституту океанографії Скріппса та Гавайського університету в Маноа. Результати опубліковані в журналі Environmental Microbiology. Науковці вперше детально проаналізували екзометаболіти коралових рифів. Виявлене хімічне різноманіття значно перевищило очікування вчених.

Коралові рифи функціонують як динамічні екосистеми з обмеженими поживними ресурсами. У таких умовах практично нічого не витрачається даремно. Мікроорганізми відіграють ключову роль у розкладанні та переробці органічних відходів.

Несподівані Відкриття та Їхнє Значення

“Ми знаємо, що деякі речовини, які виділяються на коралових рифах, так звані екзометаболіти, доступні для мікробного метаболізму”, – пояснює Крейг Нельсон, професор Школи океанічних і земних наук і технологій. Проте кількість і різноманітність цих сполук виявилися вражаючими. Вони охоплюють майже всі відомі хімічні класифікації.

Особливо несподіваним стало відкриття щодо складних хімічних структур. “Ми були особливо здивовані, коли виявили, що екзометаболіти, які належать до хімічних сімейств, що традиційно вважалися складними для розщеплення мікробами, виявилися серед тих, які можуть бути утилізовані”, – зазначив Захарі Квінлан, провідний автор дослідження.

Серед таких “складних” сполук були виявлені бензольні кільця, терпеноїди та стероїди. Мікроби успішно розкладають ці речовини, що раніше вважалося малоймовірним. Це відкриття суттєво змінює наше розуміння біогеохімічних процесів у морських екосистемах.

Вплив на Вуглецевий Цикл та Майбутнє Рифів

Дослідники підкреслюють важливість відкриття для глобального вуглецевого циклу. Розчинений органічний матеріал в океані містить кількість вуглецю, порівнянну з вмістом вуглекислого газу в атмосфері. Тому механізми утилізації цього матеріалу мікробами мають планетарне значення.

Вчені також виявили, що зміна домінуючих організмів на рифі впливає на хімічний склад води. “Ми помітили, що корали і водорості можуть вибірково сприяти зростанню певних мікробних спільнот”, – розповідає Лінда Веглі Келлі, старший автор дослідження. Це відбувається завдяки виділенню специфічних хімічних речовин.

Перехід від рифів з домінуванням коралів до рифів з домінуванням водоростей змінює функціонування всієї екосистеми. Такі зміни можуть зробити риф більш вразливим до захворювань та знебарвлення коралів. Це критично важливо в контексті глобальних змін клімату та антропогенного впливу на океани.

Дослідницька команда планує продовжити вивчення хімічних особливостей коралових рифів. Вони сподіваються, що нові знання допоможуть розробити ефективні стратегії управління та відновлення коралових рифів, які зазнають все більшого тиску через зміни навколишнього середовища.