Полярные регионы содержат огромное, неизведанное биоразнообразие, но одновременно являются наиболее уязвимыми и наименее изученными регионами мира.
Теперь ученые во главе с Университетом Восточной Англии (UEA) и Британской антарктической службой (BAS) призывают разработать дорожную карту полярных экосистем, чтобы заполнить этот пробел в знаниях, сохранить полярную жизнь и даже защитить «нашу повседневную жизнь и здоровье нашей планеты». Исследование позволит составить карту всего биоразнообразия в этих регионах, от атмосферы до глубокого моря и от суши до океанов.
Авторы заявили, что необходимы согласованные действия для смягчения воздействия потепления на полярные экосистемы посредством природоохранных усилий, устойчивого управления этими уникальными местами обитания и их экосистемными услугами, а также для устойчивого биопоиска новых генов и соединений на благо общества.
«Мультиомика для изучения и понимания полярной жизни» опубликована в журнале Nature Communications. Статья написана в соавторстве с UEA, BAS и Университетом Билефельда, Германия.
Полярные экосистемы находятся под наибольшей угрозой, поскольку они наиболее чувствительны к глобальному потеплению . Они теряются быстрыми темпами, а вместе с ними и вся биология, обеспечивающая экосистемные услуги и биологическое регулирование климата, включая углеродный цикл.
Профессор Томас Мок, профессор морской микробиологии в Школе наук об окружающей среде UEA, является совместным ведущим автором с профессором Мелоди Кларк, руководителем проекта Британской антарктической службы.
Профессор Томас Мок сказал: «Прогнозы биоразнообразия для полярных регионов могут быть надежно построены только в том случае, если у нас есть достаточно глубокое понимание разнообразия, экологических функций и взаимоотношений полярных организмов, а также их устойчивости к изменению климата».
«Эти отдаленные регионы играют существенную, часто недооцененную, роль в углеродном цикле и определяют глобальные потоки питательных веществ и растворенных органических веществ. Следовательно, полярные экологические и экологические процессы тесно связаны с нашей повседневной жизнью и здоровьем нашей планеты, большая часть которых подкреплена эндемичная биота, от вирусов до крупных животных».
«Имеются убедительные доказательства того, что вызванные климатом изменения в полярных регионах уже меняют распределение видов на суше и в море, оказывая серьезное воздействие на функционирование экосистем».
Некоторые виды сместились к полюсу, что оказало влияние на пищевую цепочку. Полярная жизнь, от микробов до тюленей, китов и белых медведей , во многом зависит от общих низких температур и значительного снежного и ледяного покрова, которые испытывают на себе воздействие глобального потепления.
В Арктике температура повышается как минимум в четыре раза быстрее, чем где-либо еще, дестабилизируя арктические реактивные течения и увеличивая вероятность экстремальных погодных явлений, включая волны тепла , засуху и наводнения в регионах с умеренным климатом.
На суше таяние вечной мерзлоты и обрушение арктических береговых линий резко меняют экологические взаимодействия и биогеохимию из-за высвобождения тысячелетних запасов углерода, микроэлементов, питательных веществ и, возможно, даже глубоко замороженных древних вирусов и патогенных бактерий.
В океанах усиленное сезонное таяние морского льда слишком сильно стабилизирует поверхностные воды, что снижает количество питательных веществ, необходимых для первичного производства.
Точно так же ситуация в Южном океане и на Антарктическом континенте одинаково мрачна, особенно на Антарктическом полуострове, где уже наблюдалось значительное потепление, которое привело к увеличению исчезновения морского льда и ледников.
Южный океан несет ответственность за поглощение трех четвертей антропогенного тепла, поглощаемого океаном, и до половины выбросов углерода. На его долю приходится около 40% глобального поглощения антропогенного CO2 океаном и около 50% общего поглощения атмосферы. Более того, связывание углерода организмами, живущими в полярных морях, вероятно, является крупнейшей естественной отрицательной обратной связью с изменением климата.
Воздействие климата на биоразнообразие и функционирование экосистем как в Арктике, так и в Антарктике служит индикатором последствий глобального потепления, включая сохранение биоразнообразия на Земле.
Профессор Кларк сказал: «Технологии секвенирования значительно изменили наши способности расшифровывать, как работают организмы. Однако уровень освоения полярной биологии был относительно низким, особенно если принять во внимание десятки тысяч видов, которые обитают на полюсах и находятся под угрозой на нашей планете. согревающий мир.
«Понимание того, как много очень странных организмов живут в условиях сильного холода , может помочь ответить на глобальные вопросы и принести реальную пользу обществу. Неспособность действовать сейчас приведет к существенной потере знаний об эволюционной адаптации к холоду».
Геномный скрининг не только дает возможность выявить популяции, находящиеся в состоянии стресса, но также может использоваться для мониторинга инвазивных видов, тем самым облегчая раннее вмешательство.
Профессор Мок сказал: «Поскольку холодные регионы нашей планеты сокращаются, существует реальная необходимость получить полные последовательности генома разнообразных организмов, населяющих полярные экосистемы, от глубоких океанов до вечной мерзлоты на суше, как в Арктике, так и в Антарктике. Это позволит позволит более широкое применение технологий омики к полярным видам, что произведет революцию в нашем понимании эволюции в условиях холода и адаптивных реакций на глобальное потепление».
