Ледовые водоросли - жизнь ниже температуры замерзания воды

Пока кто-то ищет лекарство от рака в лабораториях, кто-то десятилетиями рассчитывает рентабельность нового метода ведения сельского хозяйства в теплых прериях, а кто-то изучает далекие звезды в мягких креслах своих обсерваторий, другие ученые в суровых арктических условиях исследуют льды и все, что с ними связано. Недавно была статья о том, что микроскопические водоросли способствуют глобальному потеплению, затемняя белый лед Гренландии, а теперь новая работа, и тоже про арктический лед и растения, названые ледовыми водорослями.

Датские исследователи из Орхусского университета (Aarhus University) зафиксировали своеобразный мировой рекорд - микроскопические водоросли на нижней поверхности арктического морского льда становятся способны к жизни, имея мизерное количество света, в пять тысяч раз меньшее, чем на поверхности. А эти организмы являются основой, низшим звеном всей арктической пищевой цепочки, определяют всю экосистему. Оказалось, что они начинают расти гораздо раньше, чем считалось прежде.

Зимой в Арктике темно - наступает полярная ночь. Солнце появляется лишь весной, не высоко над горизонтом, и массивный панцирь льда почти не пропускает его лучи внутрь. Лишь сотые доли процентов успешно проходят сквозь толщу.

Но оказалось, что на нижней стороне морского льда микроскопические водоросли адаптировались даже к этим самым экстремальным условиям, их-то и изучали ученые. Обнаружились одноклеточные растения, прикрепляющиеся к плоскому льду и брайниклам - это особая форма, получающаяся при замерзании соленой воды, вытекающей из основной массы льда. Холодная вода с высокой концентрацией соли, опускаясь вниз, соприкасается с обычной морской, и в этой точке происходит замерзание менее соленой воды вокруг текущего вниз рассола. Получается что-то вроде сталактита изо льда, растущего вниз и полого внутри. Это чудо арктической природы удалось рассмотреть и заснять только недавно, в 2011 году.

В этих местах выхода рассола изо льда, где температура ниже точки замерзания океанской воды, и где в течение большей части года свет практически не проникает под ледовый панцирь, была найдена жизнь - одноклеточные зеленые водоросли, носящие название диатомовые. Они могут образовывать целые колонии. По месту обитания их называют ледовыми.

Источник: wikimedia.org

Все водоросли нуждаются в солнечном свете как главном источнике энергии для жизни и роста, и долгое время было загадкой, как они выживают в среде обитания с почти отсутствием света в течение длительных периодов полярной ночи. Ученые из Орхусского университета отправились на исследовательскую станцию Виллум (Villum Research Station), расположенную на северо-востоке Гренландии для изучения этого феномена. Результаты работы были опубликованы в научном издании “Журнал геофизических исследований”.

Ларс Крестен Лунд-Хансен (Lars Chresten Lund-Hansen), возглавивший экспедицию, рассказал, что они работали с морским льдом в течение двух весенних месяцев, в апреле-мае, когда на поверхности метрового льда был еще и слой снега толщиной в 110 сантиметров. Они откапывали снег, а потом с помощью специальных ледяных буров с коронками сверлили отверстия. Получая керн льда, они исследовали его нижнюю сторону и искали там зеленые водоросли.

Источник: http://scitech.au.dk

Поскольку одноклеточные растения составляют основу пищевой сети, они являются базой хрупкой и скудной арктической морской экосистемы. Особенно это актуально в начале весны, когда фитопланктон - водоросли в толще морской воды - еще не активен.

Измерения датских исследователей показали, что ледовые водоросли начали расти при интенсивности света (точнее используется показатель интеграл дневного освещения) ниже 0,17 мкмоль/м2/с, что соответствует менее 0,02% от этого показателя на поверхности снега. Это самый низкий уровень освещенности, при котором наблюдается активный процесс фотосинтеза и роста растений.

Раньше предполагалось, что ледовые водоросли не растут уже при 30-50 сантиметровом слое льда и снега над ними, однако опыты показали, что это была ошибочная оценка. Получается, что подобные виды играют большую роль в арктических экосистемах, и это дает стимул к их дальнейшему изучению.

В течение мая толщина снега снизилась всего лишь со 110 до 91 см. Однако его температура заметна повысилась и это изменило его оптические свойства. Солнечных лучей стало проникать под лед еще больше, рост ледовых водорослей заметно усилился. Ученые поэтически сравнивают этот процесс с весенним буйством зелени в наших широтах.

В дальнейшем эти исследования помогут науке спрогнозировать процессы, которые будут происходить при дальнейшем глобальном потеплении. Как это повлияет на жизнь в условиях Арктики, а может быть обнаружат и более глобальные зависимости планетарного масштаба.

А вдруг подобные формы жизни найдут и на других планетах? ;-)

Источник: https://www.rdmag.com