Учёные: Глобальное потепление помогает морским одноклеточным расти

Исследователи из Нидерландов и Японии обнаружили, что распространённые морские организмы не только не страдают от роста кислотности морской воды в результате повышения содержания в ней углекислого газа, но и наоборот, зачастую выигрывают от него. Соответствующая статья опубликована в Nature Communications.

До настоящего момента большинство учёных было убеждено, что по мере роста содержания углекислого газа (СО₂) в атмосфере способность морских организмов образовывать экзоскелеты из карбоната кальция будет снижаться. (Повышение его содержания в воздухе и воде — одна из главных черт глобального потепления, которое происходит сейчас.) Эта уверенность была основана на том, что в воде, где растворено большое количество углекислого газа, карбонат кальция — главный компонент раковин и кораллов — растворяется, а не осаждается на раковинах.

Авторы новой работы решили проверить это экспериментально, в опытах над живыми раковинными одноклеточными — фораминиферами. Учёные замеряли скорость образования раковин у фораминифер, находящихся в воде, по составу солей аналогичной морской, но с разной концентрацией углекислого газа. Вопреки ожиданиям, способность фораминифер образовывать раковины и "защищать" их от растворения не ухудшилась. Для ряда значений концентрации углекислого газа в воде, превосходящих современные, она даже несколько улучшилась. 

Случилось это за счёт того, что фораминиферы наращивали карбонатную раковину, выводя за пределы своего организма много протонов, а с физико-химической точки зрения их количество напрямую связано с кислотностью. В тех слоях их организма, что прилегали к раковинам, протонов в итоге оставалось очень мало. Соответственно, кислотность там падала. Углекислый газ, поступавший снаружи, тут же входил в состав карбонатов. Заметного растворения экзоскелетов также не удалось обнаружить.

К результатам исследования пока стоит относиться осторожно: оно было проведено лишь на одноклеточных, фораминиферах, и нуждается в проверке на моллюсках и кораллах. Тем не менее это хорошая новость для морских организмов. Ранее считалось, что при сильном закислении океана моллюски и кораллы начнут массово гибнуть от растворения их твёрдых тканей. Исходя из результатов описанных экспериментов, можно предположить, что в ряде ситуаций скорость наращивания раковин, наоборот, возрастёт.

Новая работа впервые раскрывает важный механизм, который объясняет давно сформулированный парадокс. Если рост содержания углекислого газа в воздухе разрушает карбонаты в раковинах, то непонятно, как раньше жили морские организмы. Дело в том, что моллюски начали возникать довольно давно — в момент, когда содержание углекислого газа в воздухе было во много раз выше, чем сегодня. Современный низкий уровень углекислого газа существует считанные миллионы лет. Если антропогенные выбросы и подняли его, то далеко не до уровня древности. Было непонятно, как условия, в которых моллюски долго процветали, могут теперь оказаться для них опасными.

Кроме того, было неясно, как в меловом периоде могли возникнуть свойственные ему толстые слои мела. Мел состоит в основном из карбоната кальция, который образуется из раковин моллюсков, после смерти опустившихся на дно. В воде, хорошо растворяющей карбонат кальция, формирование отложений необычайно больших его количеств кажется странным. Если же, как показано в новой работе, рост карбонатных раковин моллюсков при изобилии СО₂ ускоряется, то парадокс необычайного разнообразия видов ископаемых моллюсков разрешается. Очевидно, меловой период в таком случае был для этих животных весьма благоприятным.