Дослідження показує, що скорочення льодовика спричиняє «зелений перехід»

За словами вчених EPFL і Карлового університету в статті, опублікованій сьогодні в Nature Geoscience, потоки, що живляться льодовиками, зазнають процесу глибоких змін. Цей висновок ґрунтується на експедиціях до основних гірських хребтів світу учасників проекту Vanishing Glaciers.

Мікробне життя процвітатиме в гірських потоках через постійне зменшення льодовика. Про це повідомляє команда вчених з EPFL і факультету природничих наук Карлового університету в Празі у своєму останньому дослідженні. Їхні спостереження ґрунтуються на зразках, зібраних із 154 водотоків із льодовиків по всьому світу в рамках проекту Vanishing Glaciers під керівництвом EPFL.

Влітку потоки, що живляться льодовиком, є каламутними, бурхливими потоками. Велика кількість льодовикової талої води збиває каміння та осад, пропускаючи дуже мало світла до русла річки, тоді як морозні температури та сніг в інші пори року дають мало можливостей для розвитку багатого мікробіому.

Але оскільки льодовики зменшуються під впливом глобального потепління, об’єм води, що надходить із льодовиків, зменшується. Це означає, що потоки стають теплішими, спокійнішими та прозорішими, що дає водоростям та іншим мікроорганізмам можливість стати надлишковими та внести більший внесок у місцеві цикли вуглецю та поживних речовин.

«Ми є свідками процесу глибоких змін на рівні мікробіома в цих екосистемах — не що інше, як «зелений перехід» через збільшення первинного виробництва», — каже Том Баттін, штатний професор Лабораторії річкових екосистем EPFL (RIVER).

Потім вони подивилися на зміни в обох на дуже великому градієнті потоків, що живляться льодовиками, які відрізняються за розміром.

«Екосистеми, що живляться льодовиками, зазвичай мають обмежену кількість вуглецю та поживних речовин, особливо фосфору», — пояснює Тайлер Колер, колишній постдокторант RIVER і провідний автор статті.

«У міру того, як льодовики зменшуються, а потреба водоростей та інших мікроорганізмів у фосфорі зростає, фосфор може стати більш обмеженим у високогірних потоках». Таким чином, фосфор, важливий будівельний матеріал для життя, стане ще більш рідкісним у екосистемах, розташованих нижче за течією, з поки що невідомим впливом на їхні харчові мережі.

Ці висновки підтверджуються документом, опублікованим у Royal Society Open Science у серпні 2023 року вченими з проекту Vanishing Glaciers. У цьому дослідженні автори проаналізували мікробіом невеликого струмка, що живиться льодовиком у горах Рувензорі в Уганді, де «зелений перехід» уже був на просунутій стадії. Тут також значно відрізнявся склад поживних речовин і ферментів, а водоростей було багато.

«Те, що відбувається з льодовиком Рувензорі, дає нам уявлення про те, як виглядатимуть швейцарські потоки, що живляться льодовиками, через 30 або 50 років», — каже Баттін. Одним із результатів цієї зміни є те, що, оскільки потоки, що живляться з льодовиків, містять більше мікробного життя, вони відіграватимуть більшу роль у біогеохімічних циклах, таких як потоки CO₂.

Команда RIVER планує продовжити це дослідження. Вони проводять перепис мікробного біорізноманіття в потоках, що живляться льодовиками, і, використовуючи різні рядки геномної інформації, досліджують, як різноманітні мікроорганізми здатні жити в одній із найекстремальніших прісноводних екосистем Землі.

Тайлер Колер, провідний автор і нині науковий співробітник відділу екології факультету природничих наук Карлового університету в Празі, відповідав за збір зразків під час експедицій, лабораторні аналізи та написання рукопису. Наразі Тайлер є керівником проекту PRIMUS Карлового університету під назвою: «Зелений новий світ: розгадування моделей збору мікробних спільнот у зникаючих потоках, що живляться льодовиками».

У цьому проекті команда Тайлера продовжує це дослідження, зосереджуючись на тому, як спільноти водоростей (зокрема діатомових водоростей) змінюються у водотоках, що живляться льодовиками, зі зміною клімату.