Колонизация фитодетритом бентосных фораминифер во время весеннего цветения в приполярной зоне морского льда у северного шельфа Шпицбергена

Жизнь под арктическим цветением

Каждую весну, когда в высоких широтах возвращается солнечный свет, под и вокруг морского льда разгораются обширные цветения микроскопических водорослей. Когда эти цветения затухают, их остатки оседают в глубины, образуя тонкий, кратковременный ковер органического материала на морском дне. В этом исследовании изучается, как крошечные обитатели донных отложений — фораминиферы — реагируют на такой внезапный приток пищи, раскрывая вклад невидимой жизни ила в естественную систему хранения углерода в океане в условиях быстроменяющейся Арктики.

Снег из пищи в глубинах

Авторы сосредоточены на фитодетните — частицах и комочках погибшего фитопланктона и других органических включениях, которые оседают, подобно морскому снегу. Этот материал является ключевой частью «биологического углеродного насоса» — процесса переноса углерода с поверхностных вод в глубокий океан, где он может храниться длительное время. В районе северного Шпицбергена тёплые атлантические воды проникают дальше в Арктику, меняя покров морского льда и вызывая более ранние и продолжительные цветения. По мере отступления льда и усиления подлёдных цветений всё больше фитодетрита может оседать на дно, но учёные по‑прежнему мало знают о том, как донные сообщества реагируют в этом удалённом и покрытом льдом регионе.

Мелкие строители раковин на дне океана

Бентосные фораминиферы — одноядерные протисты, которые создают мелкие раковины, или тесты, из карбоната кальция или склеивая зерна осадка. Несмотря на микроскопические размеры, они встречаются в огромных количествах и выступают важными потребителями свежего органического вещества на дне. Их раковины сохраняются в осадках, что делает их ценными архивами прошлых океанических условий. В этой работе исследователи исследовали живые фораминиферы как в только что выпавшем слое фитодетрита, так и в лежащем под ним поверхностном осадке на трёх арктических участках: на высокопродуктивном склоне Баренцева моря, на умеренно продуктивном плато Ермак и в бассейне София, где были выражены цветения колониеобразующей водоросли Phaeocystis.

Отбор образцов весенней жизни подо льдом

Во время поздне-весенней экспедиции 2015 года ледокол с научной группой использовал керновые установки с видеокамерами, чтобы собрать нетронутые срезы морского дна с глубин примерно от 200 до 2200 метров. Камеры фиксировали пушистые зелёные и шаровидные скопления фитодетрита на дне, часто подпадавшие под балласт из гипсовых кристаллов, выделяемых при таянии морского льда. Учёные аккуратно отсасывали точные объёмы фитодетрита и также собирали верхний сантиметр осадка под ним. Они окрашивали организмы, чтобы отличить живых особей, просеивали образцы и идентифицировали и считали сотни фораминифер на образец, вычисляя число особей на единицу объёма и долю каждой таксономической единицы в местном сообществе.

Разные «районы» в тонком зелёном ковре

Анализы показали, что слой фитодетрита содержал значительно более плотные популяции фораминифер — в среднем почти в 20 раз больше особей на единицу объёма, чем лежащий под ним осадок. Вместе с тем состав сообществ резко различался между слоями и между участками. На продуктивном склоне Баренцева моря несколько оппортунистических видов концентрировались в свежеотложенном фитодетрите, тогда как другой вид доминировал глубже в осадке. На плато Ермак некоторые виды были многочисленны в обоих слоях, но одна малоизвестная форма явно предпочитала фитодетрит. В бассейне София виды, связанные с подлёдными цветениями Phaeocystis и притоками свежей пищи, процветали в пушистом поверхностном слое, тогда как виды глубоких вод и обитатели осадка были более распространены ниже. Эти закономерности отражают местные различия в температуре и солёности воды, покрытии льдом, стадии цветения и типе и свежести органического вещества, доставляемого сверху.

Что нам рассказывают эти крошечные существа

Документируя, какие фораминиферы перемещаются в слой фитодетрита или остаются в нём, исследование показывает, что многие виды гибче и подвижнее, чем считалось ранее, способные отслеживать кратковременные всплески пищи на дне. Авторы приходят к выводу, что доступность пищи от весенних цветений является главным фактором, формирующим структуру этих сообществ, в то время как глубина и физические свойства воды играют второстепенные роли. Поскольку фораминиферы участвуют в переработке и захоронении углерода, а их раковины сохраняют детальную запись в осадках, понимание их поведения в связи с изменяющимися цветениями и морским льдом имеет решающее значение. Эти результаты дают новое высокоразрешающее окно в то, как живые «фильтры» арктического морского дна могут реагировать по мере того, как изменение климата продолжает трансформировать сроки и характер жизни на поверхности океана.

Цитирование: Faizieva, K., Wollenburg, J.E., Nagy, M. et al. Benthic foraminiferal colonisation of phytodetritus during spring bloom within the marginal sea ice zone off Northern Svalbard continental margin. Sci Rep 16, 10889 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45090-3

Ключевые слова: Арктическое морское дно, цветения фитопланктона, углеродный насос, фораминиферы, изменение морского льда