Арктические микроводоросли установили абсолютный рекорд минимума света, достаточного для фотосинтеза
Группа европейских ученых, дрейфуя в Северном Ледовитом океане во время экспедиции MOSAiC, зафиксировала фотосинтез у подледных микроводорослей, которым хватило рекордно малого количества солнечного света. Новые данные опустили порог возможного фотосинтеза в четыре раза и приблизили его к теоретическому минимуму.
Львиную долю всей биомассы на Земле составляют растения — согласно подсчетам 2018 года, они занимают 80% всего живого. Для успешного существования растениям нужны условия, подходящие для фотосинтеза. Но большую часть поверхности планеты занимает вода, а в океанах и морях фотосинтез может происходить только в эвфотической зоне, слое, куда достают солнечные лучи. В этой толще образуется до 90% атмосферного кислорода, поэтому ее объем — ключевой фактор в расчетах первичной продукции, то есть органики в океане.
Нижняя граница эвфотической зоны проходит на глубине, куда проникает лишь 1% солнечного света, то есть 20 микромолей фотонов на квадратный метр в секунду (на поверхности этот уровень обычно равен 2000 микромолям). Хотя теоретически минимальное количество света для прироста органики должно составлять около 0,01 микромоля фотонов на квадратный метр в секунду, на практике еще не выяснили, насколько глубоко этот порог простирается, где точная граница, после которой фотосинтез невозможен.
Для водорослей, живущих подо льдами, фиксировали минимальные значения солнечного света в 0,17 микромоля фотонов на квадратный метр в секунду, что все еще выше теоретической границы. Однако недавно группа европейских исследователей Арктики обнаружила, что морские одноклеточные водоросли способны наращивать биомассу при среднесуточной освещенности, близкой к теоретическому минимуму. Этот уровень рекордный и на порядок ниже предыдущих наблюдений. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Арктическая экспедиция MOSAiC собирала данные с сентября 2019-го по октябрь 2020 года. Исследовательское судно дрейфовало по Северному Ледовитому океану вместе со льдинами, пока ученые собирали пробы водной толщи и морского льда. Затем специалисты измеряли, сколько микроводоросли синтезировали новых клеток, первичной продукции (по фиксации изотопа углерод-14), а также определяли концентрацию хлорофилла а — самой распространенной формы хлорофилла.
Последний метод показал, что фотосинтез у диатомовых водорослей начался 28 марта 2020 года — их пробы собрали с глубины 11 метров подо льдом — и продолжался следующие семь дней. Другие пробы с глубины 20 метров подтвердили эту дату: световая микроскопия выявила, что количество клеток диатомей (в основном Pseudo-nitzschia) увеличилась после 28 марта.
Далее ученые измерили уровень освещенности, при которой начался фотосинтез, в верхнем 50-метровом слое воды. Датчики зафиксировали, что 28 марта среднесуточный уровень солнечного света достигал 0,04 ± 0,02 микромоля фотонов на квадратный метр в секунду. После этого по экспоненте выросла концентрация хлорофилла а, что, как подчеркнули авторы статьи, стало прямой реакцией на появление света. Ведь другие источники энергии (дыхание и поглощение органики) были доступны зимой, но накопление биомассы началось именно на свету.
Если сравнить новые данные с предыдущими наблюдениями, то известный порог освещенности, при котором возможен фотосинтез, снизился в четыре раза и приблизился к теоретическому минимуму. В то же время почти вдвое углубилась зона, где этот процесс доступен, — с 23 до 54 метров (при учете коэффициента затухания).
Как отметили специалисты, результаты исследования доказывают, что эволюция до удивительной степени оптимизировала эффективность фотосинтеза.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователи из МИЭМ ВШЭ и ИПКОН РАН разработали новую математическую модель мониторинга, которая позволяет фиксировать источник опасных подземных вибраций в реальном времени. Технология поможет снизить риск повреждения зданий, дорог и другой инфраструктуры рядом с карьерами и шахтами.
На севере Австралии живет паук с весьма необычными охотничьими повадками. Он возводит «конструкцию», которая работает как древнее метательное оружие. Добыча взлетает над землей, а потом запутывается в паучьей сети. Такая тактика охоты, по-видимому, применяется лишь по отношению к конкретному виду муравьев.
До недавних пор обмеление Каспия после 1991 года списывали на глобальное потепление. Авторы новой научной работы опровергли эту гипотезу: 63 процента падения уровня приходится на некий неизвестный фактор. Причем попытки выяснить его природу вряд ли можно назвать успешными.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии