„Prieštarauja visiems gamtos dėsniams.“ Arktyje vyksta keisti dalykai

Iš tikrųjų mažyčiai dumbliai Arktyje prieštarauja visiems gamtos dėsniams ir sėkmingai vykdo fotosintezę beveik visiškoje tamsoje (vos 0,001 % įprastos saulės šviesos).

Šis atradimas ne tik stebina ir jaudina, bet ir teikia vilčių. Įprasta lauko šviesa giedrą dieną yra daugiau nei 37 000-50 000 kartų didesnė už šviesos kiekį, kurio reikia šiems Arkties mikrodumbliams. Ir tai, atrodo, negąsdina gamtos, kuri šiose ledinėse, priešiškose sąlygose klesti nepaisant jokių aplinkybių.

Arkties dumblių fotosintezė mažo apšvietimo sąlygomis

Šis novatoriškas atradimas ir tyrimas – tai MOSAiC ekspedicijos, vykusios 88° šiaurės platumos, rezultatas.

Fotosintezė – tai procesas, kurio metu saulės šviesa paverčiama energija, palaikančia gyvybę Žemėje.

Tradiciškai buvo manoma, kad fotosintezei reikia daug daugiau šviesos, nei jos yra Arktyje. Tačiau tyrimo rezultatai rodo, kad fotosintezė gali vykti daug giliau ir tamsesnėmis sąlygomis, nei manyta anksčiau.

Tarptautinė tyrėjų grupė naudojo itin jautrius šviesos jutiklius lede ir vandenyje, kad išmatuotų prieinamos šviesos kiekį, o tada tyrė fitoplanktoną ir ledo mikrodumblius po Arkties vandenyno sniegu ir ledu, kur saulės šviesos yra minimaliai.

Nepaisant to, kad sniego danga užstojo didžiąją dalį šviesos, mikrodumbliai galėjo augti naudodami labai mažą spinduliuotės kiekį – apie vieną šimtatūkstantąją (0,001 proc.) to, kuris gaunamas saulėtą dieną.

Tyrimas parodė, kad šie mikrodumbliai galėjo kaupti biomasę jau kovo pabaigoje, kai Saulė buvo vos matoma virš horizonto, o jų augimas, tyrime apibūdintas kaip „eksponentinis“, tęsėsi iki balandžio pabaigos.

Šis netikėtas rezultatas rodo dumblių gebėjimą fotosintetinti poliarinės nakties pabaigoje, kai sąlygos, anksčiau laikytos per tamsiomis tokiems procesams, yra per tamsios.

„Labai įspūdinga, kaip efektyviai dumbliai gali panaudoti tokį mažą šviesos kiekį. Tai dar kartą parodo, kaip gerai šie organizmai yra prisitaikę prie aplinkos“, – sako daktarė Klara Hoppe iš Alfredo Vegenerio instituto ir Helmholco poliarinių ir jūrinių tyrimų centro (AWI), vadovavusi tyrėjų grupei.

Daug daugiau nei tik netikėtas atradimas

Stebinantis atradimas, kad fotosintezė Arkties vandenyne gali vykti po snieguota jūros ledo danga, kuri praleidžia tik kelis menkus šviesos fotonus, yra kur kas daugiau nei paprastas gamtos įdomumas.

Žurnale „Nature Communications“ paskelbti tyrimo rezultatai yra svarbūs visame pasaulyje.

„Nors mūsų rezultatai būdingi tik Arkties vandenynui, jie rodo, ką gali fotosintezė. Jei ji tokia veiksminga atšiauriomis Arkties sąlygomis, galime daryti prielaidą, kad prie jos gerai prisitaikę ir kitų vandenyno regionų organizmai“, – sako daktaras Hoppe.

Tai reiškia, kad gilesnėse vandenynų dalyse taip pat gali būti pakankamai šviesos, kad vykstant fotosintezei būtų galima pasigaminti naudingos energijos ir deguonies, kuriais galėtų naudotis, pavyzdžiui, žuvys.

Taigi, fotosintezės buveinės pasaulio vandenynuose gali būti daug didesnės, nei manyta anksčiau.

Atskleidus dumblių išgyvenimo beveik visiškoje tamsoje paslaptis taip pat būtų galima paspartinti žemės ūkio augalų fotosintezę ir pailginti jų vegetacijos sezoną didelėse pasaulio platumose.

Kita nauda gali būti geresnis kambarinių augalų augimas naudojant mažiau dirbtinės šviesos.

Augalus auginti esant ribotam apšvietimui galima net kosminiuose laivuose ilgalaikių misijų metu arba kosminėse kolonijose kitose planetose.