Сейчас Антарктида — одно из мест на Земле, где потепление происходит особенно быстро. А до этого, на протяжении 37 миллионов лет, Антарктида охлаждалась. За этот период температура там не повышалась ни разу, и только последние 50 лет ученые наблюдают обратный процесс, когда самый холодный континент стал прогреваться.
Этот вывод сделала группа ученых под
руководством доктора Джона Андерсона (John B. Anderson) из Университета Райса (Rice University) (Хьюстон, США) на основе спорово-пыльцевого анализа, подледного бурения и сейсмических измерений в районе Антарктического полуострова — северной оконечности Антарктиды.
История материка — медленное замерзание
Как говорит Андерсон, в самом начале своей истории Антарктида была достаточно теплым континентом — температура воздуха не опускалась ниже плюс 10 градусов. И только полностью отделившись от Гондваны, она начала охлаждаться. Почему это происходило, так до конца и не понятно. На этот счет существуют лишь гипотезы, вокруг которых ведутся ожесточенные споры. Большинство ученых связывают остывание Антарктиды с одновременным снижением уровня углекислого газа в атмосфере и ее изоляцией от суперконтинента.
Первые ледники появились в горах Антарктиды примерно 37–34 млн. лет назад. Одновременно, по данным Андерсона, стало снижаться содержание углекислого газа в атмосфере — тогда оно достигло современных значений (390 ppm). И если сначала Антарктида отличалась мягким климатом, там преобладала пышная растительность, то в тот период большинство покрытосеменных растений исчезло. Следующие несколько десятков миллионов лет на континенте господствовали леса с березами и хвойными и простиралась тундра. Похолодание продолжалось, постепенно леса исчезли, а их место заняла тундра. Примерно 12 миллионов лет назад Антарктиду еще покрывали кустарнички, мхи и лишайники.
Дальнейшее падение концентрации углекислого газа в атмосфере, образование пролива Дрейка, окончательно отделившего Антарктиду от Южной Америки, и формирование Антарктического циркумполярного холодного течения привели к тому, что континент полностью сковали льды. «Позже всего лед появился на севере Антарктического полуострова — примерно 5–3 миллионов лет назад. Антарктический полуостров оказался подо льдом в самую последнюю очередь. Когда льды уже покрыли весь континент, там оставался кусочек тундры», — говорит Андерсон.
Современная Антарктида
Сейчас в Антарктике становится все теплее. Например, за последние 50 лет средняя зимняя температура на Антарктическом полуострове повысилась на 6 градусов — это в пять раз больше, чем в среднем по планете. Если раньше вокруг полуострова лед сохранялся круглый год, то сейчас летом он тает. Еще одно свидетельство потепления — летом побережье Антарктического полуострова освобождается ото льда, покрывается злаками и мхами, и тогда трудно поверить в то, что это Антарктида.
Статья доктора Антерсона и его коллег о том, как выглядела Антарктида на протяжении последних 37 миллионов лет, опубликована в последнем номере журнала PNAS.
Антарктида покрылась плотоядным злаком
9 апреля 2011. Щучка дернистая, покрывающая летом побережье Антарктического полуострова и островов у берегов Антарктиды, усваивает азот особым способом. По мнению ученых, именно он позволит щучке занять в ближайшее время ведущие позиции в регионе.
Ученые из Британской антарктической службы и нескольких университетов под руководством доктора Пола Хилла (Paul W.Hill) из Университета Бангора обнаружили уникальный способ, с помощью которого сосудистое растение (щучка антарктическая, она же — дернистая) на одном из островов у берегов Антарктиды усваивает азот. Щучка не ждет, пока микроорганизмы преобразуют органику в минеральные компоненты (этот процесс происходит в этих широтах очень медленно). Она поглощают сразу белки — короткие пептиды. Всегда считалось, что это умеют делать только грибы и животные, а в растительном мире — мхи.
Уникальная способность позволила щучке захватить доминирующие позиции на острове Сайни (это один из Южных Оркнейских островов), где ученые проводили свои исследования, и практически вытеснить мхи.
Зеленая Антарктида
«Многие считают, что Антарктида всегда полностью покрыта снегом и льдом. Но летом на Антарктическом полуострове и островах, окружающих сам континент, снег тает, и там появляются растения — мхи и два вида сосудистых растений — Colobanthus quitensis (колобантус кито) и Deschampsia Antarctica (щучка антарктическая)», — говорит Пол Хилл.
По словам ученых, в течение последних 50-ти лет климат на побережье Антарктики теплеет быстрее, чем где-либо на Земле. Летние значения температуры повысились там примерно на один градус Цельсия, и летний период стал более продолжительным. Естественно, что на эти изменения сразу отреагировали растения.
Обычно в прибрежных экосистемах острова Сайни доминировали мхи. Но в последние годы ученые наблюдают другую тенденцию: на ведущие позиции выходят злаки. Хотя мхи Sanionia uncinata все равно встречаются довольно часто и, как правило, именно они первыми заселяют новую территорию. По мере того как они погибают, формируется небольшой слой почвы. А уже там могут спокойно расти другие поселенцы. Правда, в этом случае возникает проблема — конкуренция за ресурсы: питательные вещества и свет, необходимый для фотосинтеза.
Конкурентную борьбу удалось выиграть щучке антарктической. Ее острые листья проникают в мох, так что им легко достается нужное количество света. С питательными веществами, правда, дело обстоит сложнее.
Новый способ усвоения азота
Растениям для жизни необходим азот. Но усваивать они способны только его неорганические соединения, например, аммиачные соли и соли азотной кислоты. А органический азот могут преобразовать в минеральные соединения только почвенные микроорганизмы. Некоторые растения для этого образуют с ними симбиоз. Правда, по словам Хилла, в Антарктиде растения этого не делают. Но сосудистые растения как-то с этой проблемой справились. Чтобы понять, как, доктор Хилл и его коллеги провели следующий эксперимент: они ввели в почву особые меченые формы органического азота и наблюдали, как растения их усваивают.
«Способность растений усваивать азот на самых первых стадиях минерализации — это ключ к успеху. В своих исследованиях мы показали, что в Антарктиде щучка антарктическая поглощает азот через свои корни в виде коротких пептидов. Это самая начальная стадия преобразования белков в почве. Таким способом эти растения усваивают азот в три раза быстрее, чем происходит усвоение аминокислот, нитратов или солей аммония. И в 160 раз быстрее, чем это делают мхи, с которыми этот злак конкурирует», — пишут авторы исследования. По их мнению, если температура в Антарктике будет повышаться еще больше, тогда и органика будет разлагаться быстрее. Это даст дополнительные преимущества щучке и, похоже, этот злак продолжит свою экспансию на побережье.
«Обнаруженный нами быстрый путь усвоения азота имеет значение не только для экосистем Антарктиды. Если, окажется, что растения в умеренных и тропических широтах могут действовать таким же способом, то это можно использовать для создания новых технологий в сельском хозяйстве», — говорит один из авторов исследования Кевин Ньюсэм (Kevin Newsham) из Британской антарктической службы.
Более подробно о том, как злаки конкурируют с мхами в Антарктике и усваивают азот, можно прочитать в статье «Vasclular plant success in a warming Antarctic may be due to efficient nitrogen acquisition», опубликованной в последнем номере журнала Nature Climate Change.
http://ecology.md/section.php?section=news&id=5880
Комментариев нет:
Отправить комментарий