Американские ученые обнаружили в океане «безвоздушные» зоны
В просторах океана сейчас все чаще можно обнаружить зоны с низким содержанием кислорода, так называемые «обедненные зоны». В таких условиях могут обитать только самые выносливые организмы.
Океанологи отмечают, что этими выносливыми организмами являются бактерии, которым для жизнедеятельности требуется минимальное количество кислорода. В научном океанографическом журнале сообщается, что океанические бактерии могут выжить даже при концентрации кислорода в 1 нано моль на литр. Для сравнения, маленьким рыбкам для существования нужно в 10000 раз больше кислорода, а морским бактериям - в 1000 раз.
Если концентрация оксигена ниже допустимой нормы, то микроорганизмы либо погибают, либо переходят на альтернативные формы дыхания, например, анаэробные (замена кислорода азотом).
Распространение «безвоздушных» зон вызвано глобальным потеплением. Ученые считают, что подробное изучение зон, с минимальным содержанием кислорода, поможет им спрогнозировать, как деоксигенизация скажется на обитателях океана, как она изменит баланс питательных веществ.
Аспирантка кафедры MIT (Массачусетского технологического института ) Эмили Закем подчеркивает, что «безвоздушные» зоны все ближе подступают к поверхности, их можно обнаружить уже на глубине 100-200 метров. Исследователи-океанологи отмечают интересный факт, что с маловоздушными слоями часто соседствуют гипервоздушные. Именно там обитает большинство рыб. В этих районах генерируются вещества (остатки раковин, органика), которые опускаются на глубину, где живет намного меньше бактерий, которые дышат кислородом. Если на глубину не будет поступать кислород, запас детрита (так называется органика) быстро истощится.
Эмили Закем добавляет, что ученые MTI пробуют выяснить как экосистема Земли контролирует потоки, содержащие кислород, углекислый газ, которые в свою очередь создают необходимые условия обитания для живых организмов. Для этого исследователи проводят эксперименты с бактериями, которые являются соединительным звеном между всеми видами жизни на планете. Особое внимание ученые обратили на бактерии, которые могут мутировать таким образом, чтобы переключиться на другую систему дыхания, заменить азотом кислород и продолжить питать метаболические процессы организма простейших. При анализе учитывались следующие параметры: размер бактериальной клетки, температура окружающей среды, скорость взросления и скорость, а также способ размножения. Эксперимент предусматривал создание модели вокруг одной клетки. Выяснилось, что как бы не менялись все параметры, минимальный объем кислорода необходимого для потребления практически не менялся. Критический предел сохранился на уровне 1 до 10 нМ на литр.
В будущем ученые планируют перейти от бактериальных моделей к более глобальным (океан, атмосфера планеты). Океанологов больше всего интересует механизм «переключения» организмов на анаэробное дыхание. Экологи выражают беспокойство, что в таком случае в атмосферу станет выделяться больше оксида азота (парниковый газ), что в не таком далеком будущем вытеснит необходимый для жизнедеятельности человека кислород.
