Исследован геологический контроль элементного состава фитопланктона
Элементный состав морского фитопланктона отражает их качество как источника пищи и регулирует поток углерода, кислорода и питательных веществ между океаном, атмосферой и скальными резервуарами. Несмотря на эту важность, не существует систематической оценки геологической истории элементного состава фитопланктона, который часто считается постоянным во времени, что ограничивает наше понимание эволюционных закономерностей и глобальной биогеохимии.
Используя биогеохимическую модель, вызванную геологическими и эволюционными событиями (например, колонизацией континентов растениями), ученые обнаружили, что содержание питательных веществ в фитопланктоне увеличилось за последние 550 миллионов лет истории Земли. Это увеличение содержания питательных веществ в органическом веществе, вероятно, имело важное значение для эволюции морской фауны.
Планктонное органическое вещество образует основу морской пищевой сети, и его содержание (содержание планктонных веществ, или CNP) управляет материальными и энергетическими потоками в океане. На протяжении всей истории Земли CNP играло решающую роль в эволюции морских метазоан и глобальной биогеохимической динамике, но геологическая история содержания планктонных веществ неизвестна, и ее часто считают постоянным значением.
Исследуя влияние фанерозойских изменений в морской среде на эволюцию элементного состава фитопланктона, ученые составили модель, в которой реализовали зависимые от фосфатов и температуры параметры CNP. Эти параметры основаны на эмпирических соотношениях глобального масштаба и метаанализе данных лабораторных культур, полученных с применением инкубаторов и биореакторов. Результаты ученых дали понимание о снижении содержания планктонных веществ по сравнению с верхнепалеозойскими показателями.
Таким образом, произошло видимое снижение CNP от высоких палеозойских до современных соотношений, что связано со снижением глобальной средней температуры и увеличением доступности фосфатов в морской воде. Эти изменения в среде роста фитопланктона были вызваны различными фанерозойскими событиями: в частности, расширением наземных растений от среднего до позднего палеозоя и распадом суперконтинента Пангея в триасе, что повысило устойчивость континента к атмосферным воздействиям и потоки фосфатов, полученных в результате выветривания, в океаны. Вызванное этим увеличение содержания питательных веществ в планктонном органическом веществе, вероятно, повлияло на эволюцию морской фауны и глобальную биогеохимию.
