Средиземное море быстро меняется в условиях продолжающегося изменения климата. В восточной части бассейна тропикализация уже хорошо задокументирована и обусловлена ​​сочетанием сильного потепления и притока тропических видов через Суэцкий канал. В отличие от этого, в западной части Средиземного моря до сих пор наблюдалось меньше подобных признаков. Однако недавнее исследование показывает, что расширение ареала микроскопических тепловодных видов является четким и ранним признаком воздействия тропикализации на морские экосистемы.

Новое исследование отслеживает изменения в составе планктона

Данное исследование , проведенное Институтом наук об окружающей среде и технологиях Автономного университета Барселоны (ICTA-UAB) и опубликованное в журнале Global and Planetary Change, впервые выявляет процесс тропикализации планктона в западном Средиземноморье.

Средиземноморье — один из крупнейших в мире центров биоразнообразия и одновременно один из наиболее уязвимых регионов к изменению климата. До настоящего времени большинство исследований изменений морского биоразнообразия были сосредоточены главным образом на организмах, с которыми человек непосредственно взаимодействует или которые он потребляет, например, на рыбе. В отличие от них, планктону уделялось мало внимания, несмотря на его фундаментальную роль в качестве основы морских пищевых цепей и в функционировании морских экосистем.

«Это исследование особенно актуально и своевременно, поскольку оно рассматривает изменение биоразнообразия с точки зрения микроскопического планктона, что имеет важные последствия для крупнейшей экосистемы на Земле: поверхностного океана. Результаты показывают, что повышение температуры поверхности моря уже изменило основу морских пищевых цепей, а именно планктонных первичных продуцентов и первичных потребителей, которые необходимы для функционирования и стабильности океанических экосистем», — объясняет Артуро Лукас, исследователь ICTA-UAB и ведущий автор исследования.

Наносные отложения как климатические архивы

Для выявления этих изменений исследовательская группа проанализировала данные морских отложений из Альборанского моря, расположенного в западной части бассейна, и из Сицилийского пролива, находящегося в центральной части Средиземного моря. Эти отложения служат природными архивами, сохраняя ископаемые остатки планктона, накопившиеся с течением времени. Используя эти данные, были реконструированы закономерности биоразнообразия за последние два тысячелетия.

В исследовании основное внимание уделяется двум доминирующим группам кальцифицирующего планктона: кокколитофорам, представляющим собой фотосинтезирующие микроводоросли, и планктонным фораминиферам, относящимся к зоопланктону. Обе группы играют ключевую роль в регулировании морского углеродного цикла и химического состава морской воды и служат эффективными индикаторами состояния окружающей среды, фиксируя ранние изменения океанических условий.

Противоположные реакции на потепление океана

Результаты показывают противоречивые реакции этих групп на потепление океана. В то время как разнообразие кокколитофоров быстро увеличилось с начала индустриальной эпохи, разнообразие фораминифер сократилось. Эти противоположные тенденции объясняются различиями в физиологических и экологических характеристиках и отражают то, как все более теплое, стратифицированное и обедненное питательными веществами море благоприятствует одним видам по сравнению с другими.

Одним из наиболее примечательных результатов является увеличение численности Gephyrocapsa oceanica, вида кокколитофор, более распространенного в тропических водах Атлантического океана, который давно присутствует в Средиземном море и распространяется через Гибралтарский пролив. До сих пор этот вид был многочисленен в Средиземном море только в прошлые теплые периоды, что подтверждает его ценность как индикатора продолжающегося потепления.

Каскадные риски для морских экосистем

Кроме того, хотя некоторые средиземноморские виды остаются распространенными на протяжении всего периода исследования, результаты показывают, что другие постепенно вытесняются видами, адаптированными к более теплым, бедным питательными веществами водам. «Эти изменения согласуются с прогнозами, полученными на основе климатических моделей и моделей распространения видов, и указывают на реорганизацию планктонных сообществ», — говорит Артуро Лукас.

Хотя микроскопический планктон практически невидим невооруженным глазом, исследователи предупреждают, что эти изменения могут иметь каскадные последствия для функционирования морской экосистемы. «Важно помнить, что изменения в основании пищевой цепи могут распространяться на более высокие трофические уровни, влияя на общий баланс морской экосистемы», — объясняет Патриция Зивери, исследователь ICTA-UAB и соавтор исследования.

Исследование подчеркивает, что тропикализация Средиземноморья, особенно в западной части бассейна, — это уже не прогноз на будущее, а непрерывный процесс, что указывает на важность изучения планктона для понимания того, как изменение климата трансформирует одно из самых чувствительных морей на планете.