Экскременты пингвинов могут вытолкнуть железо в Южный океан

Чтобы земные океаны улавливали углекислый газ, им нужно железо. компонент может Старт в пыли или выбрасывается из гидротермальных источников. Но есть и другой источник: отходы животноводства. Новое исследование предполагает, что пингвины Может помочь оплодотворить Южный океан С их богатым железом гуано.

Фитопланктон, обитающий в океанах, поглощает углекислый газ в процессе фотосинтеза. Когда эти плавающие микроорганизмы умирают, они погружаются в морские глубины, унося с собой этот углерод. Железо необходимо фитопланктону для фотосинтеза, и их рост ограничен доступностью этого элемента.

Он сказал, что железо следует по пищевой цепочке. Олег Беляев, океанограф Испанского национального исследовательского совета в Кадисе, Испания. Криль питается фитопланктоном и обогащается железом. Предыдущие исследования показали, что усатые киты, питающиеся крилем, выделяют заметное количество количество железа в их фекалиях. Пингвины также питаются в основном крилем, что заставило Беляева и его коллег задуматься о том, могут ли морские птицы также удобрять Южный океан.

Копаться в гуано

Исследователи решили оценить количество железа, выделяемого птицами. На их исследовательском участке, острове Десепшн на Южных Шетландских островах, обитают колонии антарктических пингвинов, названных в честь черных полос, окружающих их шеи. В одной из колоний команда взяла образцы гуано, чтобы измерить концентрацию железа.

Беляев пояснил, что они также собирали воду с пляжа рядом с колонией, чтобы подсчитать, сколько гуано попадает в океан. Команда подсчитала, что в летний сезон размножения только около 10 процентов экскрементов, которые пингвины оставляют в своих наземных местах размножения, попадает в океан. В остальное время года пингвины часто плавают во время кормления, а фекалии сбрасываются на паковый лед, в конечном итоге соскальзывая в море, когда летние оттепели.

Команда также провела подсчет морских птиц, используя дроны для съемки снимков и модель машинного обучения для подсчета пингвинов. Умножив численность населения на количество экскрементов, которые, по оценкам, производят птицы, исследователи подсчитали, сколько железа доставляется в океан. «Это похоже на снимок, но это наше лучшее приближение», — сказал Беляев.

Исследователи перепроверили свои оценки, используя кадры с беспилотников, чтобы рассчитать количество гуано, накопленного на их исследовательском участке. Путем экстраполяции команда определила, что около 8 миллионов пингвинов ежегодно сбрасывают в океан около 521 метрической тонны железа. Речь идет о Половина железа Подсчитано, что усатые киты перерабатывают их. если Адель И Gentoo Включены пингвины, два других вида принадлежат к тому же семейству, что и антарктические, и их производство железа может конкурировать с производством китов. По словам Беляева, количество железа, поступающего из неживых источников, таких как пылевые карлики, например, найденные в пингвинах.

По сравнению с цифрами 40 лет назад количество пингвинов и количество железа, которое они вносят в океан, уменьшилось более чем на 50%. Ученые считают, что потепление климата и изменение пищевых сетей способствовали упадку. «Эти виды находятся под полной угрозой исчезновения, и они играют огромную роль в круговороте железа», — сказал Беляев. По его словам, ясно, что потеря таких птиц также влияет на экосистемы Южного океана. Чем меньше пингвинов, тем меньше железа попадает в океаны, что может ограничить рост планктона, связывающего углерод.

Исследователи заявили, что только недавно начали задумываться о том, как животные переносят питательные вещества по экосистемам. Кэтрин Шмидт, эколог из Плимутского университета в Соединенном Королевстве, изучающий полярные регионы, но не участвовавший в новой работе. «Я нахожу это действительно интересным и захватывающим, потому что обычно на это не обращают внимания», — сказала она.

От экскрементов до удобрений

Шмидт отметил, что железо в гуано пингвинов или китовых экскрементах не может быть использовано фитопланктоном напрямую. По ее словам, железосодержащие соединения в фекалиях прилипают к твердому веществу, и неясно, как железо переходит из этой формы, связанной с частицами, в водорастворимую форму, которая может поглощаться фитопланктоном. Поэтому ученые не могут предположить, что фекалии непосредственно оплодотворяют фитопланктон. Она сказала, что необходимо изучить процесс превращения железа в форму, которую может усваивать фитопланктон. «Очень важно видеть сложность биохимических процессов, а не только такие стандартные бюджеты».

Шмидт сказала, что она убеждена, что гуано пингвинов косвенно удобряет фитопланктон, но оценки исследования не показывают, в какой степени. Она сказала, что авторы исследования могут посмотреть на концентрацию хлорофилла, который производят эти фотосинтезирующие организмы, в водах вокруг их исследовательского участка, чтобы увидеть, не набухли ли они с пингвинами и их экскрементами.

Шмитт говорил, что арктические животные часто очаровывают людей своей удивительной адаптацией к холоду, а также своей добротой. Но они имеют особое значение для своей экосистемы. «На самом деле они возвращают в окружающую среду что-то, что даже важно для антропогенного выброса углерода», — сказал Шмидт.

— Кэролайн Уилк (@сотрудник), научный писатель

Эта новостная статья включена в наш ресурс ENGAGE для преподавателей, которые ищут новости науки для своих уроков. Просмотреть все статьи ENGAGEи поделитесь с коллегами-учителями, как вы включили статью в задание, в разделе комментариев ниже.

цитата: Уилк, К. (2023) Фекалии пингвинов могут вытолкнуть железо в Южный океан, Иос, 104, https://doi.org/10.1029/2023EO230202. Опубликовано 23 мая 2023 г. 2023 г.

Текст © 2023. Авторы. CC BY-NC-ND 3.0.0 Обновить
Если не указано иное, изображения защищены авторским правом. Любое повторное использование без явного разрешения владельца авторских прав запрещено.

Связанный