فیتوپلانکتون‌ها، گیاهان میکروسکوپی که تقریباً نیمی از تولید اولیه جهان را به عهده دارند، در یک «جنگل نامرئی» زیر سطح اقیانوس‌های گرم‌شده ما رشد می‌کنند.
این موجودات ریز، که از طریق فتوسنتز نور خورشید را به سلول‌های زنده تبدیل می‌کنند، اکنون بینش‌های مهمی در مورد برخی از فوری‌ترین مسائل محیطی امروز، از جمله اسیدی شدن اقیانوس‌ها، از دست رفتن تنوع زیستی و اختلالات در چرخه کربن جهانی ارائه می‌دهند.
واکنش فیتوپلانکتون‌ها به تغییرات اقلیمی
پژوهشگرانی از دانشگاه اکستر رفتار فیتوپلانکتون‌ها را در لایه سطحی و لایه منحصربه‌فرد زیرسطحی اقیانوس مورد بررسی قرار داده‌اند و تأثیرات احتمالی تغییرات اقلیمی بر این موجودات زنده را مطالعه کرده‌اند.
طبق مطالعه‌ای که اخیراً در مجله Nature Climate Change منتشر شده است، فیتوپلانکتون‌های جوامع سطحی و زیرسطحی به گونه‌های متفاوتی به تغییرات محیطی پاسخ می‌دهند.
دکتر یوهانس ویلهون از دانشگاه اکستر در پردیس پنی‌رین در کورنوال بر اهمیت درک این روندها تأکید کرد.
او گفت: «فیتوپلانکتون‌ها پایه زنجیره غذایی دریایی هستند و نقش مهمی در حذف دی‌اکسید کربن از جو ایفا می‌کنند.»
«فیتوپلانکتون‌های عمیق که در شرایط نوری کم رشد می‌کنند، به گرمایش اقیانوس‌ها و تغییرات اقلیمی به شکلی متفاوت از فیتوپلانکتون‌های سطحی واکنش نشان می‌دهند.»
رشد فیتوپلانکتون‌های زیرسطحی
در دهه گذشته افزایش قابل توجهی در «بیوماس» کلی فیتوپلانکتون‌های زیرسطحی مشاهده شده است که این تغییر به نظر می‌رسد پاسخی به گرمایش اقیانوس‌ها باشد.
در مقابل، غلظت کلروفیل فیتوپلانکتون‌های سطحی (که مسئول رنگ سبز آن‌هاست) کاهش یافته است، اگرچه بیوماس کلی آن‌ها ثابت باقی مانده است.
تحلیل داده‌های 33 ساله از مطالعه سری زمانی اقیانوس اطلس برمودا (BATS) در دریای ساراگاسو روند قابل توجهی را نشان می‌دهد: عمق «لایه مختلط سطحی» به دلیل گرمایش سریع اقیانوس کم‌عمق‌تر شده است.
دکتر ویلهون گفت: «مطالعه ما محدودیت‌های مشاهدات ماهواره‌ای را برجسته می‌کند و بر نیاز فوری به بهبود نظارت جهانی بر فیتوپلانکتون‌هایی که زیر سطحی قرار دارند تأکید دارد.»
نقش حیاتی فیتوپلانکتون‌ها
دکتر باب بروین، یکی از نویسندگان این مطالعه، پیامدهای گسترده‌تر این پژوهش را توضیح داد.
او گفت: «تغییرات در پایه زنجیره غذایی می‌تواند اثرات زنجیره‌ای بر زندگی دریایی از زئوپلانکتون‌های کوچک تا ماهی‌ها و پستانداران بزرگ دریایی داشته باشد. بنابراین، آینده فیتوپلانکتون‌ها پیامدهای مهمی برای تنوع زیستی و همچنین تغییرات اقلیمی خواهد داشت.»
به گفته دکتر ویلهون، ادامه نظارت بر فیتوپلانکتون‌های عمیق به دانشمندان کمک خواهد کرد تا تغییرات جاری در اقیانوس را که ممکن است نادیده گرفته شوند، بهتر درک کنند.
تغییرات در توزیع فیتوپلانکتون‌ها
در حالی که مشاهدات ماهواره‌ای به‌طور منظم اطلاعات ارزشمندی درباره فیتوپلانکتون‌های سطحی ارائه می‌دهد، آن‌ها قادر به تشخیص جامعه پنهان زیرسطحی نیستند.
این کشف محدودیت‌های فناوری‌های نظارتی فعلی را برجسته کرده و خواستار بهبود ردیابی جهانی فیتوپلانکتون‌های زیرسطحی است.
پژوهشگران نوشتند: «فیتوپلانکتون‌های دریایی موجودات میکروسکوپی فتوسنتزی تک‌سلولی هستند که پایه زنجیره غذایی دریایی را تشکیل می‌دهند. آن‌ها در تنظیم چرخه‌های بیوژئوشیمیایی اقیانوس جهانی و آب‌و‌هوا نقش اساسی دارند.»
«تغییرات فیزیکی و شیمیایی در اقیانوس، توزیع، فنولوژی، فراوانی و ترکیب فیتوپلانکتون‌ها را تغییر می‌دهد و سطوح تروفیکی بالاتر و صادرات کربن زیستی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.»
پیامدهای آینده برای اکوسیستم‌های دریایی
با افزایش دمای اقیانوس‌ها، درک نحوه تطابق جوامع مختلف فیتوپلانکتون برای پیش‌بینی تغییرات در زنجیره غذایی دریایی ضروری خواهد بود.
نویسندگان مطالعه تأکید کردند: «با توجه به اهمیت جوامع زیرسطحی، ضروری است که درک خود را از نحوه تأثیر ساختار عمودی فیتوپلانکتون بر اثر گرمایش و لایه‌بندی بالایی اقیانوس به دلیل تغییرات اقلیمی بهبود دهیم.»
تغییرات در پایه زنجیره غذایی می‌تواند اثرات زنجیره‌ای ایجاد کند که همه چیز از کوچک‌ترین زئوپلانکتون‌ها تا جمعیت‌های بزرگ‌تر پستانداران دریایی و ماهی‌ها را تحت تأثیر قرار دهد.
تلاش‌های کاهش تغییرات اقلیمی
علاوه بر این، توانایی فیتوپلانکتون‌ها در جذب و ذخیره دی‌اکسید کربن پیامدهای مهمی برای تلاش‌های کاهش تغییرات اقلیمی آینده دارد.
اگر جوامع فیتوپلانکتون‌ها با گرم شدن دریاها مختل شوند، ظرفیت اقیانوس برای عمل به عنوان یک مخزن کربن ممکن است کاهش یابد و سطوح کربن جوی تشدید شود.
برای مقابله با این چالش‌ها، دانشمندان خواستار بهبود سیستم‌های نظارتی شده‌اند که از مشاهدات سطحی فراتر رفته و از فناوری‌های پیشرفته‌تر برای ردیابی جمعیت‌های فیتوپلانکتون‌های زیرسطحی استفاده می‌کنند.
این رویکرد بینش‌های عمیق‌تری در مورد نحوه واکنش این موجودات به تغییرات سریع محیطی فراهم کرده و داده‌های ارزشمندی برای استراتژی‌های حفاظتی و اقلیمی آینده ارائه خواهد داد.
این مطالعه در مجله Nature Climate Change منتشر شده است.
