Що океанічні мікроорганізми можуть розказати про зміну клімату

«Коли змінюється океан, то змінюється і планета, та все починається з мікроорганізмів», – каже біолог-океанограф Анжеліка Уайт. Маючи за спиною десятиріччя досліджень, Уайт розповідає, як науковці використовують стародавні мікроорганізми як найважливіший показник здоров'я океану, і як ми можемо їх відродити у той час, коли температура моря неухильно зростає.

Я біолог-океанограф.

Тому маю привілей
досліджувати мікроорганізми

у Тихому океані.

Ми ще поговоримо про мікроби,

але спочатку я хочу ввести вас
у курс справи,

показати масштаби.

Тихий океан є найбільшим та найглибшим.

Він простягається на 60 мільйонів
квадратних миль.

Якщо взяти всі континенти та з'єднати їх

у так звану Пангею 2.0,

вони розмістяться всередині цього океану,
ще й місце залишиться.

Це величезна екосистема:

від блакитних просторів океану
до зелених континентальних околиць.

Саме тут

я досліджую базу харчового ланцюжка:

планктон.

У моїй роботі,

та і взагалі у сфері мікробної
океанографії,

з'являється нова тема,

і ця тема – «зміни».

Ці мікробні екосистеми змінюються так,

що цього не можна не помітити.

Океан покриває 70 відсотків нашої планети,

тому зміни в океані викликають зміни
на планеті,

і все починається з мікробів.

Я хочу вам дещо розказати,

це історії кохання мікробів.

Якщо чесно, є один аспект,

що здається повною нісенітницею,

але, пам'ятайте, головна тема – це любов.

Чи не так? Звідси я і почну.

То ж, перш за все, треба знати,

що ліси в морській зоні мікробні.

Я маю на увазі, що, в цілому,

рослини у відкритому океані мікроскопічні,

і їх набагато більше, аніж ми уявляємо.

Я покажу вам деякі фото цих організмів,

які я збирала протягом багатьох років.

Це найнижчий рівень харчового ланцюжка
в океані.

Маленькі рослини та тварини,

які мають різні форми та розміри,
колір та метаболізм.

В одному мілілітрі морської води їх
налічується сотні тисяч.

Ви плаваєте разом з ними в океані.

Вони виробляють кисень, споживають СО2,

складають основу харчового ланцюга

для інших форм життя океану.

Я провела близько 500 днів свого наукового
життя у морі,

та набагато більше за комп’ютером
і в лабораторії,

тому я хочу розповісти вам дещо про це.

Почну з північного заходу Тихого океану.

Узбережжя вкрите лісами і дуже красиве.

Цвітіння фітопланктону можна побачити
з космосу

вздовж західного узбережжя США.

Це неймовірно продуктивна екосистема.

Тут можна ловити лосося, палтуса,
спостерігати за китами.

Це прекрасне місце нашої країни.

І ось вже 10 років, окрім всього іншого,

я вивчала популярну тему шкідливості
цвітіння водоростей.

Коли фітопланктон цвіте,
він виробляє токсини,

які забруднюють харчові ланцюги
та накопичуються в молюсках та рибі,

яких люди виловлюють для споживання.

Ми намагалися зрозуміти, чому, де

і коли вони цвітуть,

щоб контролювати ці вилови

та захистити наше здоров'я.

Зараз океан знаходиться під загрозою,

і подібно до деяких людей, планктон
має різну токсичність.

(Сміх)

Чи не так?

Щоб вирішити ці проблеми,

ми застосовуємо супутникове зондування,

дрони та планери,

регулярно беремо проби зони прибою,

багато часу проводимо в морі

в невеликих човнах біля узбережжя
штату Орегон.

Не знаю, чи у багатьох з вас
є такий досвід,

але це непросто.

[Океанографи теж мають морську хворобу]

Ось кілька бідних студентів.

(Сміх)

Задля конфіденційності,
я приховала їхні обличчя.

(Сміх)

Це важка справа.

Тому я розповім про дані,
зібрані нашими важкими зусиллями.

(Сміх)

Ми проаналізували всі отримані дані

і маємо 20-річну статистику змін токсинів
та фітопланктону.

Це дало нам можливість зрозуміти перебіг
формування цього цвітіння,

та спрогнозувати моделі їхнього розвитку.

Ми з’ясували,

що ризик шкідливого цвітіння водоростей
тісно пов’язаний з кліматом.

Коли я кажу «клімат», я маю на увазі
не щоденну погоду.

Я кажу про тривалі зміни.

Ці коливання –

Тихоокеанське Декадне Коливання (ТДК),
Ель Ніньйо.

Зазвичай вони приносять сюди теплі
сухі зими,

але знижують вплив Каліфорнійської Течії,

яка тягнеться з півночі на південь
вздовж північно-західного узбережжя,

Вони підігрівають берегову зону.

Ці червоні зони на діаграмі –

теплові аномалії,

з високими показниками ТДК.

Коли виникають такі зміни в циркуляції

та температурі,

вірогідність цвітіння водоростей
збільшується,

репродуктивність лосося зменшується,

зростає популяція загарбницьких видів,
таких як зелені краби.

Так клімат впливає на екологію
та економіку.

Якщо наші моделі вірні,

ситуація може тільки погіршитися

з цими тепловими аномаліями.

Це демонструє

випадок найбільш шкідливого цвітіння
водоростей в історії Орегону 2014 року .

Це також був найтепліший рік
із зафіксованих нами,

до 2015,

2016,

2017, 2018.

Фактично 5 найтепліших років –

це останні п’ять.

Це сприятливі умови для шкідливих
водоростей,

але негативні для екосистеми.

Можливо, вам байдуже до ракоподібних,

але ці зміни впливають на рибну
промисловість:

вилов крабів, лосося,

вони впливають на здоров’я морських
ссавців, наприклад, китів.

Це вже серйозніше,

і може мати наслідки.

Це як судний день для узбережжя
Тихого океану.

Ці екосистеми дуже життєздатні.

Вони можуть повністю відновитись,
якщо дати їм шанс.

Не можна ігнорувати зміни,
які відбуваються.

Про це моя наступна історія.

Я переїхала до найбільш віддаленої
групи островів на нашій планеті,

Гавайських островів,

де очолила програму з аналізу часового
ряду океану.

У межах програми вже 31 рік

проводяться дослідження на станціі ALOHA.

Це місце посеред Тихого океану

у центрі великої
закрученої системи течій –

Північно-тихоокеанськоі
субтропічної течії.

Це найбільша океанічна екосистема.

Вона розміром у чотири амазонські
тропічні ліси.

Вона тепла,

там блакитна вода,

це саме те місце, де хочеться пірнути
та плавати.

Але не з дослідницьких човнів.

Там акули. Загугліть.

(Сміх)

Це дивовижне місце.

З жовтня 1988 року

покоління вчених досліджували це місце.

Ми вивчали біологію, хімію, фізику
відкритого океану,

вимірювали температуру на поверхні та дні,

слідкували за течіями та хвилями,

відкривали тут нові організми,

створювали великі геномні бібліотеки,

які змінили

наше уявлення про різноманіття морських
організмів.

Це не просто місце відкриттів,

це – невід'ємна частина часового ряду,

який дає нам відчуття історії

та контексту.

30 років аналізу

дають нам можливість відокремити
сезонні зміни

і побачити вплив людини

на природу.

Є ще один показовий часовий ряд
на Гаваях –

крива Кілінга.

Я сподіваюсь, ви про це знаєте.

Цей часовий ряд зафіксував
стрімке зростання вуглекислого газу

в атмосфері.

Це не просто цифра, це – показник росту,

коефіцієнт збільшення вуглекислого
газу в атмосфері –

безпрецедентний для нашої планети.

Це також впливає на наші океани.

Океани поглинають 90 тепла,
яке утворюється

внаслідок парникового ефекту

та біля 40 відсотків вуглекислого газу.

Нам вдалося виміряти це на станції ALOHA.

Кожна з цих крапок це проба.

Це доводить, що люди протягом 30 років
намагались зробити вимірювання

знадобилося 30 років,
щоб побачити результат.

Зростає рівень СО2 в атмосфері,

а також в океані.

Це — червона лінія

Наслідками цього є

фундаментальні зміни
складу морської води,

зменшення рівня PH,

на логарифмічній шкалі—

це синя лінія.

Ми бачимо, що рівень PH на поверхні океану
зменшився на 30 відсотків

у цьому часовому ряді.

Це впливає на живлення
та ріст мушлі,

змінює темпи зростання,
метаболічні процеси.

Це стосується не тільки планктону,

а також таких екосистем як коралові рифи.

Аналіз часових рядів базується

на дослідженні поверхні.

Зростання CO2 і падіння pH

вимірюються на 500 метрах
Водного стовпа.

Я вважаю, що це важливо.

Це одне з найбільш віддалених місць
нашої планети,

вплив зафіксований на глибині 500
метрів водного стовпчика.

Наразі ми маємо дві проблеми:

шкідливе цвітіння водоростей
та закислення океану,

і це ще не все.

Про інше ви вже чули:

підвищення рівня моря, заболочення,
танення полярного покриву,

збільшення зон кисневого мінімуму,
забруднення, зменшення біорізноманіття,

надмірний вилов риби.

Виглядає «привабливо» для студентів ?

Місія нейздісненна, чи не так?

(Сміх)

(Зітхання)

Ці мікробні екосистеми

надзвичайно стійкі.

Їх неможливо знищити.

Я вважаю, що постійне дослідження
океанів та планети -

наш моральний обов’язок.

Ми свідки

тих змін, які відбуваються з природою,

і це

дає нам можливість адаптуватися
та приймати глобальні рішення,

якщо ми захочемо.

Вирішення цих проблем потребує
комплексного підходу.

Він включає цілу низку рішень,

локальних змін,

але потрібно обирати людей,
які захистять наше довкілля

у глобальному масштабі.

(Oплески)

Щодо любові.

(Сміх)

Мікроорганізми важливі.

Вони маленькі,

стародавні, їх безліч,

та вони мають вирішальне значення
для населення та планети в цілому.

Викиди вуглекислого газу в атмосферу
збільшаться майже вдвічі

у наступні 50 років.

Це аналогія з тим,

що ви їсте, наче б то вам 20,

і вірите, що не матимете сумних наслідків.

Але я, як 40-річна жінка,

знаю, що наслідки від мого споживання
палива неминучі. Чи не так?

(Сміх)

Океани – це живі істоти.

Їхні екосистеми продовжують
функціонувати.

Крім, скажімо, Арктики.

(Сміх)

Спостереження, якими я поділилася
з вами сьогодні,

праця поколінь вчених,

вказують нам на те, що треба піклуватися
про океани

та мікроорганізми, які підтримують наше
з вами життя.

І на цьому

я хочу закінчити цитатою моєї
улюбленої дослідниці,

Джейн Любченко.

Цей слайд є доречним.

Джейн сказала, що океани не такі великі,
щоб руйнувати,

і не такі великі, щоб лагодити,

але достатньо великі,
щоб їх не ігнорувати.

Дякую!

(Оплески)