Глубоководные рыбы изменили представления о круговороте углерода на Земле

Исследователи доказали, что глубоководные рыбы выделяют карбонаты так же, как и мелководные, подтвердив их ключевую роль в углеродном цикле Земли. Фото: Shutterstock

Новое исследование впервые предоставило прямые доказательства того, что глубоководные мезопелагические рыбы, составляющие до 94% мировой биомассы рыб, выделяют карбонатные минералы с такой же скоростью, как и мелководные виды. Эти результаты подтверждают предыдущие глобальные модели, предполагающие, что морские рыбы являются основными участниками производства биогенных карбонатов в океане.

Учёные из Университета Майами (Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science) изучили глубоководного морского окуня (Helicolenus dactylopterus), обитающего на глубинах 350-430 метров, чтобы определить, образует ли он и выделяет кишечные карбонаты — так называемые ихтиокарбонаты. Этот физиологический процесс, характерный для морских рыб, помогает поддерживать внутренний солевой и водный баланс в солёной среде и играет критическую роль в морском углеродном цикле.

«Мезопелагические рыбы живут в глубоких, холодных условиях под высоким давлением, и до сих пор было неясно, производят ли они карбонаты так же, как мелководные рыбы — и с какой скоростью», — пояснил Мартин Грозелль, ведущий автор исследования и заведующий кафедрой морской биологии и экологии в Rosenstiel School. «Это исследование впервые подтверждает, что они это делают, и что механизмы и характеристики образования ихтиокарбонатов удивительно схожи на разных глубинах».

Морской окунь оказался идеальной моделью. В отличие от многих мезопелагических видов, у него нет плавательного пузыря, и он может пережить как поимку, так и акклиматизацию в лаборатории. Исследователи содержали образцы при температуре 6°C, имитируя их естественную среду, и обнаружили, что рыбы выделяют около 5 миллиграммов ихтиокарбоната на килограмм веса в час, что соответствует прогнозам термальных и метаболических моделей.

«Это исследование заполняет важный пробел в нашем понимании химии океана и углеродного цикла», — отметила Аманда Олерт, соавтор исследования и доцент кафедры морских геонаук. «Поскольку мезопелагические рыбы играют такую значительную роль, их вклад в карбонатный поток — и то, как он может измениться с потеплением океанов — заслуживает большего внимания».

Ключевые выводы исследования:

• Глубоководный морской окунь производит карбонаты с той же скоростью и составом, что и мелководные рыбы, подтверждая, что глубина и давление не препятствуют образованию ихтиокарбонатов.
• Эти результаты укрепляют глобальные оценки карбонатного производства рыбами, подтверждая, что мезопелагические виды вносят существенный вклад в карбонатный баланс океана.
• Состав ихтиокарбонатов схож независимо от глубины их образования, что влияет на то, как и где они хранятся или растворяются в океане.

«Эти результаты убедительно подтверждают глобальные модели карбонатного производства рыбами, которые предполагали — но не проверяли — что мезопелагические виды вносят аналогичный вклад», — сказал Грозелль. «Мезопелагические рыбы — не просто добыча, они химические инженеры океана».

Исследование подчёркивает важность ихтиокарбонатов в углеродном цикле океана, особенно учитывая огромную, малоизученную биомассу мезопелагической зоны.

Авторы утверждают, что открытие открывает новые пути для изучения углеродной динамики глубин и может улучшить модели земной системы — сложные компьютерные модели, учитывающие взаимодействие физических, химических и биологических процессов, таких как биологическое производство и экспорт углерода.

Исследование под названием «Осморегуляция желудочно-кишечного тракта морских рыб на глубине — последствия для глобального углеродного цикла» было опубликовано 15 июля 2025 года в Journal of Experimental Biology. Авторы: Мартин Грозелль, Брет Марек, Сара Уэллс, Кэролайн Поуп, Кэмерон Сэм, Рэйчел М. Хойер и Аманда М. Олерт из Университета Майами.

Финансирование исследования обеспечили Национальный научный фонд (программа Chemical Oceanography) и Университет Майами.

Источники:

Материалы предоставлены University of Miami Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science.