Нове дослідження розкриває прихований генетичний світ під антарктичними водами, який має величезний вплив на клімат Землі. Океан навколо Антарктики, відомий як Південний океан, здається віддаленим і пустельним, але він активно допомагає регулювати температуру та вуглецевий баланс планети. Велика частина цієї роботи покладена на мікроскопічні організми – планктон, що дрейфує разом з течіями, але водночас відіграє ключову роль у поглинанні вуглекислого газу.
Нове дослідження, опубліковане 9 березня у журналі Nature Communications, надає один із найдетальніших оглядів генетичного складу цих організмів. Використовуючи ДНК-профілі планктону, вчені змогли виявити, як функціонує цей прихований екосистемний механізм і чому він важливий для майбутнього клімату.
Проєкт ґрунтувався на майже десятирічній роботі під керівництвом біогеохіміка Ніколаса Кассара з Nicholas School of the Environment при університеті Дьюка та міжнародної команди науковців. Основна мета дослідження – краще зрозуміти, як мікробне життя у суворих антарктичних умовах впливає на глобальні системи.
Особливу роль у цьому процесі відіграє фітопланктон – мікроскопічні морські організми, що здійснюють близько половини усієї фотосинтетичної активності на планеті. Вони поглинають величезні обсяги вуглекислого газу, зменшуючи його концентрацію в атмосфері.
Для аналізу вчені досліджували ДНК з водних зразків, зібраних під час тримісячної експедиції у Південному океані наприкінці 2016 – на початку 2017 року. Генетичний матеріал порівнювали з існуючими морськими базами даних та групували зразки за спільними ознаками, зокрема здатністю адаптуватися до холодного середовища.
Результати показали значний розрив у знаннях: щонайменше третина виявлених генів відсутня в існуючих базах морських генів, що підкреслює, скільки ще невідомого приховано у світі океанських мікробів. “Коли ми порівнювали з базами даних, величезна частина цих генів просто не існувала. Це знак того, що ми досліджуємо поки що неохарактеризовану генетичну територію,” – зазначив Кассар.
Дослідження також виявило, що мікробні спільноти розподілені нерівномірно: вони формують окремі екосистеми, залежно від течій та глибини вод. Деякі організми процвітають у холодних поверхневих водах, інші – на більших глибинах.
Наступним кроком вчених буде детальніше вивчення цієї генетичної різноманітності, щоб зрозуміти, як вона впливає на клімат та реагує на його зміни.
“Мікроби регулюють більшість хімічних процесів в океані. Щоб передбачити, як Південний океан впливатиме на майбутній клімат, нам потрібно зрозуміти гени, що контролюють ці мікробні процеси,” – підсумував Кассар.
Це відкриття відкриває нові перспективи у вивченні глобальних екосистем та підкреслює важливість мікроскопічного життя у формуванні кліматичної стабільності нашої планети.