Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology, демонстрирует тревожные последствия потепления океана для ключевых фотосинтезирующих микроорганизмов — цианобактерий рода Prochlorococcus. При превышении температуры воды 28 градусов Цельсия скорость деления их клеток падает почти втрое, что к концу века может привести к коллапсу популяций в тропических регионах и значительному снижению производства органического вещества и кислорода в океане. Эти бактерии, представленные единственным видом Prochlorococcus marinus, являются основой морских пищевых цепей: они обитают в 75% освещённых Солнцем поверхностных водах и производят до 20% мирового кислорода, а в тропических и субтропических водах на них приходится почти половина биомассы фитопланктона.
Исследование под руководством Франсуа Рибале из Вашингтонского университета основано на анализе 800 миллиардов клеток, собранных в Тихом океане с 2010 по 2013 годы с помощью проточного цитометра SeaFlow. Этот прибор непрерывно анализировал морскую воду на глубине 3-8 метров, измеряя размеры клеток и активность фотосинтетических пигментов . Результаты показали, что повышение температуры воды до 19°C стимулирует рост Prochlorococcus, но при достижении 28°C скорость деления клеток резко падает. При этом цианобактерии рода Synechococcus, хотя и увеличивают численность в более теплой воде, не могут полноценно заменить Prochlorococcus из-за их higher nutrient requirements и иной экологической ниши .
Прогнозы учёных неутешительны: в зависимости от сценария потепления, к 2090-2100 годам продуктивность Prochlorococcus в мировом океане может снизиться на 10-37%, а в тропиках — на 17-51%. В западной части Тихого океана возможен полный коллапс популяций . Это не только нарушит морские пищевые цепи, но и сократит производство кислорода, что затронет hundreds of species, relying на этих микробах . Хотя Synechococcus могут частично компенсировать потери (их продукция возрастет на 5-20%), они не смогут полностью заменить Prochlorococcus в олиготрофных условиях