Потепління океану загрожує мікробу, що живить океан

Prochlorococcus, найменший фотосинтезуючий організм планети, виявився значно вразливішим до підвищення температури океану, ніж вважалося раніше.

Крихітні мікроби з глобальним значенням

Цей вид ціанобактерій забезпечує близько 5% світового фотосинтезу і є ключовим елементом морських харчових мереж. У тропічних океанах прохлорокок панує там, де інші мікроорганізми не витримують браку поживних речовин. Як зазначає Франсуа Рібале: “Біля берегів у тропіках вода має такий яскравий блакитний колір, тому що в ній дуже мало інших мікроорганізмів, окрім прохлорококу”.

Польові спостереження та критичний температурний бар’єр

Протягом десяти років міжнародна команда досліджувала близько 800 мільярдів клітин під час сотні океанічних рейсів. За допомогою проточного цитофлуориметра SeaFlow вдалося показати, що оптимальний ріст мікроба відбувається при 19–29°C. Водночас при 30°C швидкість поділу клітин зменшується утричі, що робить їх нестійкими до прогнозованого потепління.

Геном як обмеження

Мільйони років еволюції спричинили “мінімалізм” геному Prochlorococcus: збережені лише найнеобхідніші гени для виживання в бідних на поживні речовини водах. Ця ефективність тепер обертається слабким місцем — мікроби не мають механізмів термостійкості. “Температура їхнього вигорання набагато нижча, ніж ми думали”, підкреслює Рібале.

Конкуренти та зміни екосистем

Інший поширений мікроб — Synechococcus — краще витримує високу температуру, але потребує більше поживних речовин. Якщо він замінить Prochlorococcus, харчові мережі можуть зазнати глибоких трансформацій. “Не факт, що інші організми зможуть взаємодіяти з ним так само, як вони взаємодіяли з прохлорококом протягом мільйонів років”, пояснює Рібале.

Моделі майбутнього

Кліматичні прогнози вказують: у разі помірного потепління продуктивність Prochlorococcus зменшиться на 17% у тропіках і на 10% у глобальному масштабі. За сценарію сильного потепління втрати можуть сягнути 51% у тропічних океанах і 37% у світі. Географічний ареал зміститься до полюсів, проте це не компенсує дефіциту в екваторіальних водах.

Відкриті запитання

Автори наголошують, що їхні результати не враховують можливих термостійких штамів. “Якщо з’являться нові докази існування термостійких штамів, ми будемо вітати це відкриття. Це дасть надію для цих критично важливих організмів” (Рібале).