Пінгвіни змінюють вигляд антарктичного узбережжя куди сильніше, ніж може здатися. Як повідомляє SciTechDaily, нове дослідження показало, що поживні речовини з їхнього посліду підживлюють яскраві килими мікроскопічних водоростей на снігу. Ці «цвітіння» роблять сніг зеленим або червоним, змушують його поглинати більше сонячної енергії й можуть пришвидшувати втрату прибережного снігового покриву на Антарктичному півострові.
Колір цих водоростевих плям помітно впливає на те, скільки сонячного світла поглинає сніг. Сніг, укритий червоними водоростями, поглинає приблизно на 20% більше сонячної енергії, ніж чистий білий, а зелений сніг – близько на 40% більше. На тлі потепління прибережних районів Антарктики й розширення придатних для водоростей місць це може підсилювати локальне танення.
Чому антарктичний сніг стає зеленим або червоним
Снігові водорості здатні створювати виразні зелені або червоні плями на засніженому ландшафті, залежно від умов росту. Коли поживних речовин достатньо, вони утворюють хлорофіл та інші зелені пігменти, активно фотосинтезують і швидко ростуть протягом короткого антарктичного літа.
За суворіших умов або за браку поживних речовин водорості переходять у «захисний» режим. Вони виробляють червоні пігменти, що працюють як свого роду сонцезахисний екран: захищають клітини від інтенсивного випромінювання, але водночас сповільнюють ріст. Дослідники з’ясували, що фосфат – поживний елемент, якого багато в посліді пінгвінів, допомагає пояснити, чому частина снігових водоростей довше лишається зеленою, а не переходить у червону «захисну» фазу.
Як перевіряли зв’язок між пінгвінами та сніговими водоростями
Щоб дослідити цю залежність, науковці зібрали зразки зеленого й червоного снігу вздовж Західного Антарктичного півострова, охопивши ділянку приблизно в п’ять градусів широти. Місця відбору включали як прибережні зони з колоніями пінгвінів, так і ділянки без них.
Команда перетнула протоку Дрейка на судні, а потім збирала пофарбований водоростями сніг керамічними ложками, іноді просто біля великих скупчень пінгвінячого посліду. За словами дослідниці Алії Хан (Alia Khan) з Університету Колорадо в Боулдері, працювати поряд із пінгвінами було не надто приємно через різкий запах, адже птахи ходять по власному посліду та розносять його по снігу.
У лабораторії провідна авторка роботи Еліс Райан (Elise Ryan) з колегами вивчала зразки під мікроскопом, підраховуючи клітини водоростей, а також аналізувала їхні пігменти й вміст поживних речовин. Виявилося, що сніг, де домінували зелені водорості, містив значно більше фосфатів, ніж зразки з переважанням червоних водоростей. Це стало прямим свідченням того, що поживні речовини з пташиного посліду підтримують саме зелені «цвітіння».
Як океан «добривом» виходить на сушу
Пінгвіни отримують поживні елементи зі свого морського раціону, а потім «переносять» їх на сушу разом із послідом. До цього процесу долучаються й інші морські птахи, зокрема скуа, які також розкидають по прибережному снігу поживні речовини, уключно з фосфатами. У суворих антарктичних умовах, де ресурси обмежені, це природне «добриво» дозволяє водоростям масово розмножуватися.
Науковці підкреслюють, що так формується важливий зв’язок між океанічною харчовою мережею та екологією снігу. Послід пінгвінів і інших птахів діє як своєрідне добриво, яке живить густі зелені килими снігових водоростей.
Чим більше активно зростаючих зелених водоростей, тим сильніше темніє сніг і тим більше сонячної енергії він поглинає. Це підсилює локальне нагрівання поверхні й може посилювати танення, що вже спостерігається в окремих частинах Антарктики.
Біологічний чинник у прогнозах танення Антарктики
Автори роботи наголошують, що зв’язок між дикими тваринами, поживними речовинами та сніговими водоростями є «відсутньою ланкою» в багатьох прогнозах того, як будуть розширюватися вільні від льоду ділянки Антарктики. Якщо не враховувати це біологічне потемніння снігу, моделі, ймовірно, занижують швидкість танення прибережного снігового покриву та темпи збільшення площі оголеної від льоду поверхні.
Зміна кліматичних умов може також зрушити ареали пінгвінів далі на південь. У такому разі вони принесуть поживні речовини у нові райони, де зможуть розвиватися снігові водорості. Це потенційно розширить площу, на яку впливають такі «цвітіння», хоча точні масштаби й майбутній вплив на танення льоду поки що залишаються невизначеними.