Konačno je otkriveno šta pokreće masivni rast alge Sargassum

Fosfor iz dubokih voda i azot od cijanobakterija zajedno pokreću masivne prostirke alge Sargassum koje plutaju po Atlantskom okeanu.

Masivni rast Sargassuma preko Kariba i Atlantika je podstaknut jakim partnerstvom nutrijenata – fosfora izvučenog na površinu usled ekvatorijalnih uzlaznih struja vode i azota od cijanobakterija koje žive direktno na plutajućim algama.

Preporučujemo

Koralna jezgra otkrivaju da se ovaj nutritivni motor intenzivirao tokom poslednje decenije, savršeno u skladu sa povećanjima rasta Sargassuma od 2011. godine.

Isključujući starije teorije sa prašinom iz Sahare i rečnim odlivanjima, istraživači su otkrili klimatski uzrokovan proces koji određuje kad i gde se formiraju ovi ogromne površine morske trave.

Procenjuje se da je do početka juna ove godine 38 miliona tona Sargassuma plutalo prema obalama Karipskih ostrva, Meksičkog zaliva i severne Južne Amerike, postavljajući nepoželjan novi rekord.

Tokom leta, ove plutajuće prostirke smeđih algi skupljaju se u velikim količinama na plažama, gde trule i oslobađaju neprijatan miris. To obeshrabruje posetioce i vrši pritisak na obalske ekosisteme. Daleko od obale, međutim, Sargassum na površini obezbeđuje hranu i sklonište mnogim morskim životinjama.

Ove alge potiču iz Sargaskog mora, istočno od Floride. Od 2011. godine, naučnici prate ponavljajuće pojavljivanje Velikog atlantskog sargaskog pojasa, mase morske trave koja se pomera od ekvatora prema Karibima tokom perioda jakih istočnih vetrova.

Donedavno je izvor fosfora i azota koji pokreću njihov brzi rast bio nejasan. Neki su pretpostavljali da je uzrok poljoprivredno odlivanje ili nutrijenti oslobođeni krčenjem kišnih šuma. Ova objašnjenja, međutim, ne odgovaraju postojanom povećanju biomase Sargassuma tokom poslednjih godina.

Istraživači pod vođstvom Instituta Maks Plank za hemiju utvrdili su glavni proces koji pokreće ova širenja velikih razmera. Takođe su identifikovali klimatske obrazce koji postavljaju osnovu za ovaj rast, što omogućava da počnu da razvijaju potencijalni sistem za predviđanje budućih širenja Sargassuma.

Nedavni rad opisuje kako snažno, vetrom pokrenuto izdizanje vode u blizini ekvatora donosi fosforom bogatu duboku vodu na površinu i šalje je na sever prema Karibima. Povećano snabdevanje fosforom koristi cijanobakterijama koje žive na površini smeđih algi. Ovi mikroorganizmi hvataju atmosferski azot i pretvaraju ga u oblik koji alge Sargassum mogu da koriste – proces poznat kao fiksacija azota.

Cijanobakterije obično kolonizuju Sargassum, formirajući partnerstvo koje alge snabdeva dodatnim izvorom azota. Ova simbioza daje Sargassumu konkurentsku prednost u odnosu na druge alge u ekvatorijalnom Atlantiku i pomaže da se objasne promene u obilju Sargassuma tokom poslednjih godina.

Istraživači su povezali rast algi, povećanu fiksaciju azota i podizanje hladnih voda bogatih nutrijentima proučavajući koralna jezgra prikupljena širom Kariba. Korali služe kao dugoročne arhive životne sredine jer njihovi skeleti inkorporiraju hemijske tragove iz okolne voda dok rastu. Ispitujući njihove godišnje slojeve rasta, slične godovima drveća, naučnici mogu rekonstruisati promene u okeanskoj hemiji tokom vekova.

Izmeren je azotni izotopski sastav u koralima radi saznanja koliko azota su mikroorganizmi fiksirali tokom poslednjih 120 godina.

„U prvom nizu merenja smo primetili dva značajna povećanja fiksacije azota u 2015. i 2018, dvema rekordnim godinama za rast Sargassuma. Uporedili smo našu koralnu rekonstrukciju sa godišnjim podacima o biomasi Sargassuma i usklađenost je bila savršena! Međutim, tada nije bilo jasno da li postoji uzročna veza“, kažu istraživači.

Dublje poređenje je pokazalo da su biomasa algi i fiksacija azota dosledno povezani od 2011. godine, uključujući i visoke i niske vrednosti. Ovaj tajming je značajan jer su 2010. godine jaki vetrovi prvi put prenosili smeđe alge iz Sargaskog mora u tropski Atlantski okean.

Nakon isključivanja drugih ideja, zaključeno je da je višak fosfora glavni faktor iza velikih dešavanja Sargassuma. Ranije teorije da je prašina iz Sahare nosila gvožđe koje bi moglo podstaći rast algi nisu se slagale sa podacima o biomasi. Slično tome, unos nutrijenata iz reka Amazon ili Orinoko nije pokazao korelaciju sa vremenom ili intenzitetom rasta Sargassuma.

Mehanizam koji poboljšava buduća predviđanja

Istraživači opisuju proces u kom fosfor donet podizanjem duboke vode i azot od bakterijske fiksacije azota zajedno pokreću širenje algi. "Naš mehanizam bolje objašnjava varijabilnost rasta Sargassuma nego bilo koji raniji pristup. Međutim, i dalje postoji neizvesnost da li i u kojoj meri drugi faktori takođe imaju ulogu".

Dolazak vode bogate fosforom zavisi od hladnijih temperatura morske površine u tropskom severnom Atlantiku i toplijih uslova u južnom Atlantiku. Ove temperaturne razlike menjaju obrasce vazdušnog pritiska, stvarajući promene u jačini i pravcu vetrova koji sklanjaju površinske vode i omogućavaju da se dublja voda bogata fosforom izdigne.

Praćenje uslova vetra, temperatura morske površine i odgovarajućih obrazaca izdizanja vode u ekvatorijalnom Atlantiku može pomoći da se usavrše predviđanja budućeg rasta Sargassuma.

"Na kraju krajeva, budućnost Sargassuma u tropskom Atlantiku zavisiće od toga kako globalno zagrevanje utiče na procese koji obezbeđuju višak fosfora u ekvatorijalnom Atlantiku", kažu istraživači.

U planu je proširenje analize putem proučavanja novih podataka o koralima sa više lokacija širom Kariba. Očekuje se da će ovi uvidi podržati napore u cilju zaštite koralnih grebena i pomoći obalskim zajednicama da izađu na kraj sa rastućim ekološkim i ekonomskim uticajima velikog rasta Sargassuma.

(Telegraf Nauka/Science Daily)