«Изменения, которые мы наблюдаем у тунца, который находится в верхней части морской пищевой сети, отражает глубокие изменения физиологии или видового состава, происходящие в нижней части пищевой сети», – сказал Николас Кассар, профессор биогеохимии в Школе Николаса Университета Дьюка. окружение.
В частности, изменения фитопланктона отражают больший захват углерода из ископаемого топлива океанами и возможную стратификацию слоев океана, которая вызвана потеплением.
Проанализировав почти 4500 образцов мышечной ткани трех распространенных видов тунца, пойманных в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах в период с 2000 по 2015 год, Кассар и его коллеги обнаружили, что значения стабильного изотопного состава углерода рыб (отношение углерода 13 к углероду 12, называемая дельта C-13) уменьшилась на 0.08% и .25% в период обучения.
Для проведения исследования они проанализировали соотношение стабильных изотопов углерода и соотношение стабильных изотопов азота у желтоперого, большеглазого и альбакорового тунца, пойманного в тропических, субтропических и умеренных водах. Отношения стабильных изотопов углерода широко используются для отслеживания потока питательных веществ через морские пищевые сети и определения основного источника пищи для видов. Изотопы азота можно использовать для оценки изменений места вида в пищевой сети.
По словам Кассара, примерно четверть снижения значений дельта C-13 объясняется увеличением доступности углерода, полученного из ископаемого топлива, в морских экосистемах, в которых содержится больше C-12. Это было изменение, которое исследователи ожидали увидеть.
По его словам, пока не ясно, что является движущей силой остальной части спада, но одна из возможностей заключается в том, что это может быть связано с усилением стратификации океана.
За последние 50 лет океаны поглотили 90% тепла и 30% выбросов углерода, связанных с глобальным потеплением. Это способствовало созданию условий, в которых водные массы с разной плотностью, температурой или соленостью могут расслаиваться слоями под поверхностью, а не смешиваться вместе, создавая барьеры, которые не позволяют питательным веществам подниматься из более глубоких вод, чтобы обеспечить топливо для фитопланктона у поверхности.
Хотя нельзя исключать и другие факторы, способствующие этому, анализы, проведенные в рамках нового исследования, подтверждают гипотезу о том, что по мере того, как питательные вещества становятся более ограниченными на поверхности из-за стратификации, крупный, богатый дельта C-13 фитопланктон, такой как диатомовые водоросли, может быть уступают место более мелким клеткам фитопланктона, которые имеют естественное конкурентное преимущество в неурожайные времена.
Потенциальное долгосрочное воздействие этих изменений на морской углеродный цикл еще полностью не изучено, но масштабы снижения, наблюдаемого в значениях C-13 в дельте тунца за такое короткое время, наводят на мысль, что «это вопрос, заслуживающий внимательного изучения и дополнительное исследование ", – сказал Кассар. "Поскольку тунцы путешествуют на большие расстояния, они интегрируют изменения в структуре пищевой сети в очень больших пространственных масштабах."
Он и его коллеги опубликовали свои рецензируемые результаты ноябрь. 11 место в журнале Global Change Biology.
«Обнаружить биологические изменения в океане, вызванные изменением климата, очень сложно, но это исследование дает новое руководство, показывая, что изменения в биологическом компоненте морского углеродного цикла можно проследить в тканях высших морских хищников», – сказал Кассар