В океане есть грибы, и они могут быть гораздо важнее, чем считалось

Фото из открытых источников

Скрываясь внутри стволов деревьев, между песчинками, глубоко в наших телах и под нашими ногами, грибы, кажется, проникают повсюду. Но мало кто знает, что грибы живут и океане.

Новое исследование, опубликованное в журнале PLOS Biology, раскрывает ранее недооцененную роль морских грибов в круговороте углерода, детально изучая морскую воду и осадки, покрывающие арктический фьорд в Норвегии.

Мы только начинаем понимать, насколько широко распространены грибы на нашей планете и какой вклад они вносят в глобальный круговорот углерода. Морские грибы часто остаются незамеченными, поскольку они микроскопические, но это не значит, что их влияние незначительно.

Впервые ученые количественно оценили, какое количество растворенных, свободно плавающих аминокислот грибы в морских отложениях включают в свои тела, улавливая углерод и азот.

«Наше исследование показывает, что грибы в Северном Ледовитом океане могут вносить значительный вклад в накопление углерода в отложениях благодаря своему высокоэффективному метаболизму», — объясняет геомикробиолог Уильям Орси из Мюнхенского университета имени Людвига Максимилиана (LMU Munich) в Германии. «Это важно, потому что это ранее неизвестный механизм микробного хранения углерода в арктических фьордах — ключевых геологических зонах, в которых хранится более 10 процентов всего углерода, погребенного под морским дном».

Орси и его коллеги собрали образцы со всей территории прибрежного залива, называемого Конгсфьорден: из ледниковых зон и тундровых почв, прилегающих к фьорду, а также из морской воды и отложений внутри него.

«Отбор проб и разработка экспериментов в Высокой Арктике по-прежнему остаются сложной задачей, как и понимание хрупких, динамичных экосистем, таких как ледниковый фьорд», — говорит Хуан Карлос Трехос-Эспелета, геомикробиолог из Мюнхенского университета им. Людвига Максимилиана. «Именно поэтому исследования в этих частях планеты редки, но, как ни парадоксально, крайне необходимы. Лишь недавно мы стали рассматривать морские грибы как важных участников морского углеродного цикла, потенциально способных к секвестрации углерода, подобно тому, как это известно в наземных экосистемах».

Как и в случае с почвами над уровнем воды, подводные отложения были насыщены смесью грибов и прокариот (бактерий и архей). Этот баланс, по-видимому, особенно важен для уравнений, связанных с выбросами углерода.

«Легко разлагаемые растворенные органические вещества считались преимущественно нишей бактерий», — пишет Марлис Райх из Бременского университета. «Новое исследование Трехос-Эспелеты и его коллег разрушает эту парадигму». «Грибы в микробных сообществах не просто конкурируют, но и могут превосходить бактерии в усвоении растворенного органического вещества, демонстрируя, что круговорот углерода в морских экосистемах гораздо сложнее, чем предполагалось ранее, и его срочно необходимо изучать с целостной точки зрения».

Там, где грибы вносили больший вклад в потребление органического вещества, выделялось гораздо меньше углекислого газа, чем в образцах, где прокариоты играли более значительную роль в этом соотношении.

Эта закономерность наблюдалась как в донных отложениях фьордов, так и в почвах тундры, хотя, как ни удивительно, соотношение биомассы грибов и прокариот было значительно выше на морском дне, чем на суше.

В этом естественном явлении поглощения углерода участвовало более 80 различных видов грибов, 34 из которых относятся к группе, известной как «водные гифомицеты», принадлежащие к роду Alatospora.

Для сравнения, в близлежащих почвах было обнаружено лишь семь разновидностей грибов, нуждающихся в аминокислотах.

В ходе инкубационных экспериментов эти донные грибы продолжали довольно эффективно расщеплять аминокислоты даже при недостатке кислорода. В частности, алатоспора, похоже, не испытывала дискомфорта от недостатка кислорода, хотя, вероятно, она к нему привыкла – осадки арктических фьордов аноксичны всего в нескольких миллиметрах от поверхности морского дна.

«Арктические фьорды являются основными очагами поглощения углерода, но роль грибов в этих системах в значительной степени игнорировалась», — говорит Джеймс Брэдли из Средиземноморского института океанографии. «Наши результаты показывают, что грибы в отложениях фьордов могут эффективно удерживать лабильное органическое вещество в виде биомассы, а это значит, что они могут напрямую способствовать накоплению углерода на морском дне».

Даже на дне фьорда, по всей видимости, грибы усердно работают, превращая органическое вещество в твердую биомассу, предотвращая ее выброс в атмосферу в виде углекислого газа.

Однако команда обеспокоена тем, что они едва затронули поверхность этих давно игнорируемых подводных экосистем, в то время как они быстро меняются.

«Арктика меняется на наших глазах с беспрецедентной скоростью, а усилия по изучению функционирования ее экосистем остаются недостаточными», — говорит Трехос Эспелета. «В будущих исследованиях нельзя игнорировать грибы как ключевых участников круговорота углерода».