Co się dzieje kiedy dno morskie nie może złapać tchu?

Środowisko na dnie morskim ma kluczowe znaczenie dla cyklu życia wielu organizmów. Wyżywienie tych zwierząt zależy od materii organicznej, a powstające ekskrementy są przywracane przez organizmy dna morskiego do ekosystemu w postaci nowej biomasy. Pozostała część zostaje zakopana w dnie morskim.

Zespół naukowców z projektu HYPOX opublikował niedawno w czasopiśmie »Science Advances« wyniki badań, wedle których niskie stężenie tlenu w środowisku wód przydennych prowadzi do spadku ilości materii organicznej, która może ulec remineralizacji, co powoduje, że większość zostaje zakopana w dnie morskim, wywierając znacznie szybszy i bardziej długofalowy wpływ (utrzymujący się przez dekady) niż dotychczas sądzono. Czasopismo przytacza wypowiedź Gerdharda Jessena z Instytutu Mikrobiologii Morskiej im. Maxa Plancka, Niemcy, który tak oto podsumowuje ustalenia: „Ilość materii organicznej, jaka trafia na dno morskie zwiększa się o połowę, kiedy dno morskie boryka się okresowo z niedoborem tlenu”.

Laboratorium na Morzu Czarnym

Zespół HYPOX wyruszył na wody Morza Czarnego, które jest największym naturalnym akwenem beztlenowym na świecie (wody pozbawione tlenu rozpuszczonego), zapewniając niemal doskonałe warunki laboratoryjne pod gołym niebem. Morze Czarne charakteryzuje się stabilną stratyfikacją w naturalnym gradiencie stężeń tlenu w wodach przydennych, które rozciągają się od dobrze natlenionych wód płytkich, przez zmienne warunki natlenienia, po beztlenową głębię poniżej 160 metrów.

W toku badań przeanalizowane zostało konkretnie oddziaływanie warunków niedotlenienia. Brak tlenu wpływa na przykład na faunę dna morskiego, która dostarcza pożywienia i schronienia większym organizmom, takim jak robaki i małże. Te organizmy z kolei dostarczają składników odżywczych mniejszym stworzeniom dna morskiego. Kiedy zapasy tlenu są niewystarczające, większe organizmy znikają, a remineralizacją materii organicznej opadającej na dno morskie zajmują się głównie bakterie osadowe, co zabiera bardzo dużo czasu. W konsekwencji większa ilość materii organicznej jest usuwana z obiegu składników pokarmowych i więziona na dnie morskim. To z kolei powoduje zwiększenie obecności mikroorganizmów anaerobowych, które nie potrzebują tlenu, ale wytwarzają toksyny, doprowadzające do dalszego spowolnienia rozpadu materii, komplikując sytuację.

Wykrywanie sygnałów ostrzegawczych w samą porę

Z powodu wywieranego wpływu antropogenicznego na obieg składników pokarmowych oraz oddziaływania zmiany klimatu, zwiększa się na świecie zasięg występowania obszarów oceanicznych o niskim stężeniu tlenu, stąd też poznanie procesów biogeochemicznych mających w tym swój udział ma kluczowe znaczenie. »Science Advances« cytuje naczelną autorkę raportu z badań, Antje Boetius, która stwierdza: „Morze Czarne może nas wiele nauczyć (…), gdyż wyraźnie pokazuje skutki fluktuujących warunków i niskiego stężenia tlenu na ekosystem oceanów, co pociąga za sobą ogromne zmiany w usługach ekosystemowych na rzecz ludzi. Badania, jak te prowadzone obecnie, są zatem nieodzowne w obliczu globalnej zmiany, aby w porę odczytać sygnały wysyłane przez ocean”.

Więcej informacji:
strona projektu w serwisie CORDIS