Mit árulnak el az óceáni mikrobák a klímaváltozásról

Mikor az óceán változik, a bolygó is változik – és mindez a mikrobákkal kezdődik, Angelicque White tengerbiológus szerint. Több évtizednyi adat segítségével Angelicque White megosztja velünk, hogyan használják a tudósok ezeket az ősi mikroorganizmusokat kritikus barométerként az óceán egészségének méréséhez, és hogy ifjíthatjuk meg őket, jóllehet a tengeri hőmérséklet fokozatosan növekszik.

Biológiai oceanográfiával foglalkozom.

Abban a kiváltságban van részem,

hogy tanulmányozhatom
a Csendes-óceán mikroorganizmusait.

Mielőtt elkezdenék a mikrobákról beszélni,

próbáljuk átérezni, hogy milyen helyről,

milyen méretekről van szó.

A Csendes-óceán a legnagyobb
és legmélyebb óceánunk.

Kb. 155 millió km²-t fed le.

Ha összeillesztenénk az összes kontinenst

egy kis Pangaea 2.0-ként,

kényelmesen elférnének a Csendes-óceánban,
és még szabad hely is maradna.

Ez egy hatalmas ökoszisztéma,

amely a nyílt óceán kékjétől
a kontinentális peremek zöldjéig húzódik.

Ezen a helyen

tanulmányozom a tápláléklánc alját,

a planktonokat.

A kutatásom során,

és ténylegesen a mikrobiális
oceanográfia egészében,

felmerült egy téma,

és ez a téma a "változás".

Ezek a mikrobiális ökoszisztémák
valós, mérhető léptékben változnak,

és nem olyan nehéz ezt észrevenni.

Az óceánok a bolygó 70%-át fedik le,

így az óceánok változása
az egész bolygóra hatással van,

és mindez a mikrobákkal kezdődik.

Két történetet osztanék meg önökkel,

melyek a mikrobák iránti
szeretetről szólnak.

De őszinte leszek, van olyan oldala,

ami elég rázós,

de ne feledjék,
összpontosítsanak a szeretetre.

Jó? Tényleg ez a szándékom.

A legelső dolog, amit tudni kell,

hogy a tengeri erdők mikrobiálisak.

Nagyjából azt értem ezalatt,

hogy a nyílt óceán növényei
mikroszkopikusak,

és sokkal több van belőlük,
mint gondolnánk.

Mutatok néhány felvételt
ezekről az organizmusokról,

melyeket az évek során gyűjtöttem össze.

Ők állnak az óceán
táplálékláncának legalsó fokán.

Ezek pici növények és állatkák,

amelyek különböző formában, méretben,
színben és metabolizmussal fordulnak elő.

Egy milliliternyi tengervízben is
százezernyi van belőlük.

Az óceánban együtt úszkálunk
velük a vízben.

Oxigént termelnek,
szén-dioxidot kötnek meg,

és a tápláléklánc alapját képzik,

amelytől az óceán
összes többi élőlénye függ.

Tudományos életemből
úgy 500 napot töltöttem a tengeren,

és sokkal többet
számítógép előtt vagy laborban,

így úgy érzem, el kell mesélnem
néhányat a történeteik közül.

Kezdjük a Csendes-óceán
észak-nyugati részével.

Ez a hely zöld és szépséges.

Ez a fitoplanktonok virágzása,
ahogyan az űrből látszik,

végig az Egyesült Államok nyugati partján.

Egy hihetetlenül produktív ökoszisztéma.

Lehet itt menni bálnalesre,
vagy lazacot és lepényhalat horgászni.

Országunk egyik szép helye.

És itt tanulmányoztam tíz évig
többek között a káros algavirágzás

“felemelő” témáját.

Ez a fajta fitoplankton-virágzás
mérgező anyagokat termel,

amelyek szennyezik a táplálékláncot,
felhalmozódnak a kagylókban és halakban,

amiket emberi fogyasztásra halásznak.

Azt próbáljuk megérteni,
hogy miért virágoznak, hol virágoznak,

mikor virágoznak,

hogy felügyelhessük a halászatot,

és megvédjük az emberek egészséget.

A probléma az, hogy az óceán
egy mozgó célpont,

és minden plankton más mértékben toxikus,
úgy, ahogy egyes emberek is az életünkben.

(Nevetés)

Igaz?

Hogy leküzdjük ezeket a kihívásokat,

kombináltuk a műholdas távérzékelést

a drónokkal és siklórepülőkkel,

szokásos vízfelszíni mintavételekkel,

és sok időt töltöttünk a tengeren

kis hajókon Oregon partjainál.

Nem tudom, hogy önök közül
kinek volt már erre lehetősége,

de nem könnyű.

[Az oceanográfusok is
lehetnek tengeribetegek]

Szegény diákok.

(Nevetés)

Elrejtettem az arcukat,
hogy fedezzem a kilétüket.

(Nevetés)

Ez egy kihívásokkal teli hely.

Tehát nehezen kinyert
adatokról beszélek, jó?

(Nevetés)

Miután összesítettük a saját
és együttműködő partnereink adatait,

lett 20 évnyi idősorozatunk a toxinokról
és a fitoplanktonok sejtszámáról.

Így végre megérthettük
a virágzások sémáját,

és modelljeinkkel
előre tudjuk jelezni őket.

Rájöttünk,

hogy a káros algavirágzás kockázata szoros
összefüggésben áll a klímahelyzettel.

Klíma alatt nem a napi
időjárásra gondolok,

hanem a hosszú távú változásokra.

Már bizonyára hallottak
az oszcillációkról –

Csendes-óceáni dekadikus
oszcilláció (PDO), El Niño –,

általában meleg, száraz teleket
hoznak ebbe a régióba,

de a Kaliforniai-áramlat
erősségét is csökkentik,

amely észak-dél irányban halad
az észak-nyugati part mentén,

és felmelegítik a part menti óceánt.

Ezek az ábrán látható piros foltok

meleg anomáliák,

a PDO erős pozitív mérőszámai.

És amikor ezek a körforgásbeli

és hőmérsékleti változások bekövetkeztek,

megnövekedett
a káros algavirágzás kockázata,

viszont a lazacpopuláció csökkent,

és olyan invazív fajok elterjedését
figyeltük meg, mint a zöld rák.

Tehát ezek a klíma
ökológiai és gazdasági hatásai.

Ha a modelljeinknek hinni lehet,

ezek az események egyre gyakoribbá
és erősebbé válnak

a meleg anomáliákkal együtt.

Hogy ezt illusztráljam,

2014-ben volt Oregon történetének
valószínűleg legkárosabb algavirágzása.

Akkor az az év volt
az addig mért legmelegebb év is,

majd 2015,

2016,

2017 és 2018.

Valójában modern korunk öt legmelegebb éve

az elmúlt öt év volt.

Ez elég jót jelent
a káros algavirágzásnak,

de nem sok jót
az ökoszisztéma egészségének.

Talán a kagylók kevésbé érdekli önöket,

de ezek a változások
gazdasági hatással vannak a halászatra,

pl. a rák- vagy lazachalászatra,

és a tengeri emlősök, pl. a bálnák
egészségére is hatással lehetnek.

És ez talán már jobban számít.

Ez talán visszhangot kelt.

Ez volt a Csendes-óceán
végítéletéről szóló történet.

De ezek igazából elég ellenálló
ökoszisztémák.

Újra lábra tudnak állni,
ha megadjuk nekik az esélyt.

A lényeg, hogy ne hagyjuk figyelmen kívül
a változásokat, amiket észreveszünk,

ami beszédem második pontjához vezet.

Nemrég a bolygó legtávolibb
szigetcsoportjára kerültem,

a Hawaii-szigetekre,

ahol én vagyok a 'Hawaiian Ocean
Time-series' program új vezetője.

A program résztvevői 31 éven keresztül

havi zarándokútra keltek
egy ALOHA nevezetű állomásra,

ami a Csendes-óceán közepén található,

annak a hatalmas, örvénylő
áramlatnak a közepén,

amit Észak-csendes-óceáni-
áramlatnak hívunk.

Ez a legnagyobb óceáni ökoszisztémánk.

Négyszer nagyobb az amazonasi esőerdőknél.

Meleg van ott, jó értelemben.

Kék a víz,

pontosan az a hely,
ahol merülni és úszkálni szeretnénk.

Kutatóhajókról ez nem lehetséges,

mert, tudják, cápák – guglizzák ki.

(Nevetés)

Gyönyörű hely.

És itt 1988 októbere óta

kutatók generációi tették meg
havonta ezt a zarándokutat.

A nyílt óceán biológiáját, kémiáját
és fizikáját tanulmányozzuk.

Mérjük a hőmérsékletet
a vízfelszíntől a tengerfenékig.

Nyomon követjük
az áramlatokat és a hullámokat.

Új organizmusokat fedeztek itt fel.

Rengeteg genomikai
könyvtárat hoztak létre,

melyek forradalmasították mindazt,

amit eddig gondoltunk a tengeri
mikroorganizmusok diverzitásáról.

Ez nem csak a felfedezések helye,

de ami fontos ezekben az idősorozatokban,

hogy éreztetik velünk a történelmet,

a kontextust.

30 évnyi adat segítségével

külön tudtuk csoportosítani
a szezonális változásokat,

és azt is láthatjuk,
ahogy az emberiség ujjlenyomata

feltűnt a természetben.

Van egy másik ikonikus idősorozat
a Hawaii-szigeteken,

és ez a Keeling-görbe.

Remélem, már mindannyian látták.

Ez az idősorozat dokumentálta
a szén-dixoid gyors növekedését

a légkörben.

Nemcsak a számokat mutatja,
hanem a növekedés ütemét is.

A szén-dioxid ilyen ütemű
növekedésére a légkörben

eddig még nem volt példa a bolygón.

És ez következményekkel jár
az óceánokra nézve.

Az óceánok nyelik el a hő 90%-át,

ami az üvegházhatású
gázkibocsátás miatt képződik,

és a szén-dioxid kb. 40%-át.

Ezt mérni tudtuk az ALOHA állomáson.

Mindegyik pont egy hajót jelöl.

Emberek életéről szól, akik 30 éven át
végezték ezeket a méréseket,

hogy végre láthassuk ezt az eredményt.

A szén-dioxid mennyisége nő a légkörben,

és nő az óceánban is.

Ezt piros vonal jelöli.

Ennek következményeként

alapvető változás megy végbe
a tengervíz kémiájában:

csökken a pH-értéke.

A pH-t a logaritmikus skála jelzi,

a kék vonal.

30%-os csökkenést figyeltünk meg
a vízfelszín pH-értékében

ebben az idősorozatban.

Ez hatással van olyan élőlényekre,
amelyek táplálkoznak, páncélt képeznek;

megváltoztatja növekedésük mértékét,
a metabolikus kölcsönhatásokat,

és nem csak a planktonok esetében.

A nagyobb ökoszisztémákat is érinti,
mint a korallzátonyokat.

Amit ki tudtunk mutatni
ezzel az idősorozattal,

az még csak a felszínt súrolgatja.

A szén-dioxid-szint növekedése
és a pH-érték csökkenése

a felső, több mint 500 méteres
vízrétegben mérhető.

Ez nagyon elgondolkodtató.

Ez valóban a bolygó
egyik legtávolibb helye,

és mégis ráhatással voltunk
a víz felső 500 méteres rétegére.

Ez a két dolog –

a káros algavirágzás
és az óceán savasodása –

nem minden, természetesen.

A többit már hallották:

tengerszint-emelkedés,
algásodás, a jégsapkák olvadása,

az óceáni sivatag terjedése,
szennyezés, a biodiverzitás csökkenése,

túlhalászás.

Nehéz találnom végzett hallgatót –

elég bonyolult ezt így elmondani, nemde?

(Nevetés)

(Sóhajt)

Ismétlem, úgy gondolom, ezek a rendszerek,
ezek a mikrobiális ökoszisztémák

rendkívül ellenállóak.

De nem mehetünk túl messzire.

Személy szerint úgy vélem, hogy az óceán
és a bolygó kitartó megfigyelése

a kutatók mai generációjának
erkölcsi kötelessége.

Tanúbizonyságot tettünk a változásokról,

amelyeket természeti
közösségeinkre mértünk,

és ezáltal

lehetőséget kaptunk az alkalmazkodásra,
és globális változások indítására,

ha hajlandóak vagyunk.

A megoldások e problémákra többrétegűek.

Számos megoldás áll rendelkezésre,

helyi változásoktól kezdve egészen addig,

hogy azokra szavazunk,
akik meg akarják védeni a környezetünket,

globális szinten.

(Taps)

Térjünk vissza a szeretetre.

(Nevetés)

A mikrobák számítanak.

Ezek az organizmusok kicsik,

rendetegen vannak, ősiek,

és kritikus fontosságúak
a népesség és a bolygó megőrzéséhez.

Mégis afelé haladunk,
hogy szén-dioxid-kibocsátásunk

megduplázódjon a következő 50 évben.

Azzal a hasonlattal élnék,
hogy úgy eszünk,

mintha még mindig
a húszas éveinkben lennénk,

és azt feltételezzük,
hogy nem lesznek következményei.

De én a 40-es éveimben járok,

én tudom, hogy vannak következményei
az üzemanyag-fogyasztásomnak, igaz?

(Nevetés)

Ezek az óceánok igen életteliek.

Ökoszisztémájuk nem omlott össze.

Kivéve a Sarkvidéké,
erről is beszélhetünk.

(Nevetés)

De a kitartó megfigyelés,
amit ma bemutattam önöknek,

a kutatók több generációs
munkája azt mutatja,

hogy jobban kell vigyáznunk
az óceánjainkra,

és hogy gondoskodnunk kell
a minket fenntartó mikrobákról.

Végezetül pedig

az egyik hősömtől szeretnék idézni,

Jane Lubchencótól.

És ez a dia megfelelő ide.

Jane azt mondta, az óceánok nem túl nagyok
ahhoz, hogy tönkremenjenek,

nem túl nagyok ahhoz,
hogy rendbe jöjjenek,

de túl nagyok ahhoz,
hogy figyelmen kívül hagyjuk őket.

Köszönöm!

(Taps)