Когда большинство людей думают об организмах, растущих на морском дне вокруг Антарктиды (если они вообще о них думают), на ум приходят несколько коротких слов: холодный, медленный и скучный. Но при правильных условиях жизнь морского дна на континентальном шельфе Антарктиды может расти очень быстро, согласно новым исследованиям, опубликованным сегодня в Current Biology . Обрушение шельфовых ледников в Антарктике за последние два десятилетия из-за более теплых вод, омывающих их нижнюю часть, уже изменило условия морской воды настолько, чтобы позволить обычно медленно растущим сообществам стеклянных губок прорастать под более переходным морским льдом это заменило полку.
«Эти вещи не так неинтересны, как мы думали; на самом деле они очень динамичны », - говорит полярный эколог Джеймс МакКлинток из Университета Алабамы, который не принимал участия в исследовании. «Идея, что они могли бы набирать и быстро расти, когда эти ледяные шельфы разрушаются, является захватывающей и предполагает, что морское дно изменится быстрее, чем мы предполагали».
Стеклянные губки - архитекторы самого разнообразного сообщества на морском дне под ледяными шельфами. Как и кораллы, стеклянные губки обеспечивают среду обитания для многих других организмов. Их корзинообразные внутренние полости являются редкими питомниками в холодной воде, и внутри были обнаружены маленькие морские изоподы, молодые морские звезды, хрупкие звезды и даже рыбные яйца. Когда они умирают, они оставляют на дне моря кварцевые маты глубиной в несколько метров, обеспечивая основной субстрат для оседания и роста криноидов, анемонов и других губок. Как и кораллы, стеклянные губки растут медленно. Большинство растут только на два сантиметра каждый год, а самым крупным - сотни лет.
Дефицит продовольствия является причиной этого медленного роста. В антарктических водах очень короткий вегетационный период - всего несколько недель, когда солнечный свет и более теплая вода способствуют цветению фитопланктона. В течение этого короткого периода фитопланктон питается зоопланктоном, а отходы от него организмы питаются бактериями и животными (например, стеклянными губками), которые отфильтровывают частицы и бактерии из воды. Даже то, сколько из этой щедрости получает животное, зависит от того, обосновалось ли оно в еде, несущей ток, или эти потоки, приносящие манну, заблокированы льдом. Тем не менее, неудивительно, что при таком небольшом количестве пищи большинство организмов на морском дне растут очень медленно.
На боковой стороне стеклянной губки сидит изопод, чтобы отфильтровать частицы из воды. (Фото © Джон Уэллер) Лед также представляет опасность для жизни на морском дне Антарктики. Айсберги и другие виды морского льда, если они сталкиваются с более мелкими водами от места отела, могут выкапывать рвы в морское дно шириной до 350 метров и глубиной 15 метров, уничтожая любые живые организмы в этом районе. Ледяные кристаллы (известные как якорный лед) могут расти на неподвижных объектах, таких как губки, камни и морские водоросли, в результате чего они всплывают с морского дна и сливаются с ледяным потолком. Кроме того, расселины, ледяные пальцы соленой воды, сбиваются с замерзшего льда на поверхности, убивая все, к чему они прикасаются, когда они распространяются по морскому дну.
Но за последние пару десятилетий произошли изменения в ледяном покрове Антарктики. Два больших шельфовых ледника, известные как Ларсен А и Ларсен Б, рухнули в 1995 и 2002 годах соответственно. Это освободило больше открытой воды для цветения фитопланктона, оставил большую площадь морского дна свободной от регулярного соскабливания айсберга, и потенциально изменил, как теплая вода и продукты циркулируют через область Но, учитывая медленный темп жизни в Антарктиде, ученые не ожидали многого найти, когда в 2011 году они прорезали переходный морской лед, чтобы обследовать морское дно, когда-то под шельфом Ларсена А. К их удивлению, они обнаружили, что сообщества маленьких стеклянных губок возникли за четыре года с момента их последнего визита.
На самом деле, количество стеклянных губок удвоилось, причем многие из них принадлежат к более мелким видам, которые не столь распространены на старых антарктических губчатых рифах. И исследователи увидели значительное увеличение количества губок в объеме от 50 до 100 квадратных сантиметров, предполагая, что молодые губки росли очень быстро - и, конечно, быстрее, чем всего два сантиметра в год.
Стеклянные губки обеспечивают среду обитания для многих других организмов, таких как криноиды и хрупкие звезды, изображенные здесь. (Фото Томаса Лундальва) Внезапная доступность свободного пространства и приток пищи, вероятно, объясняют, как эти губки могли расти так быстро. Но откуда взялась эта дополнительная еда? Пол Дэйтон из Института океанографии им. Скриппса, который много лет изучал экологию окружающего морского дна Антарктиды, но не участвовал в этом исследовании, выдвигает гипотезу о том, что таяние шельфовых ледников усиливало течения, волны и ветер в этом районе, вызывая морское дно и ресуспендирование частиц и бактерий для губок, чтобы поесть.
Изучение роста одного сообщества в одной части Антарктики может показаться небольшим. Но это пример того, как мы не можем предсказать, как экосистемы будут реагировать на изменение климата. Возможно, что стеклянные губки будут «победителями», способными расти лучше в воде с частицами, смешанной с потоками, или это может быть просто кратковременное изменение. «Я лично вижу в этом больше пульса, чем стеклянных губок, - говорит Дейтон. «Но с огромными изменениями, вызванными потеплением и потерей морского льда, это очень хорошо может привести к огромным изменениям в сообществе бентоса Антарктики».
Смотрите фотографии из моря Росса Антарктиды на портале Смитсоновского института.
