Глубоко под арктическим льдом, где долгое время не ожидали увидеть признаков активной жизни, разворачивается процесс, способный изменить представления о климате. В сумраке холодных вод просыпаются микробы, которые оказывают влияние на глобальный круговорот углерода и азота. Их работа может стать недостающим элементом в понимании того, как меняется климат планеты. Об этом сообщает Science&Vie.
Неожиданная активность микробов в Арктике
Долгое время Арктику считали "биологической пустыней" — суровым регионом, где сложные цепи питания едва поддерживаются минимальным набором организмов. Однако последние экспедиции показывают совершенно иную картину. По мере того как льды сокращаются, в океан поступает больше света, а вместе с ним — органическое вещество, необходимое микробным сообществам для роста.
Особое внимание ученых привлекли диазотрофы — микроорганизмы, фиксирующие атмосферный азот и превращающие его в форму, доступную для морской жизни. Несмотря на то что ранее такие процессы связывали исключительно с теплыми морями, новое исследование демонстрирует: даже под многолетним льдом азотфиксирующие бактерии сохраняют высокую активность.
Команда датских и немецких специалистов обнаружила, что микробы, не относящиеся к цианобактериям, способны работать в почти полном мраке, используя минимальное количество энергии. Исследователи отмечают, что активность фиксирующих азот микроорганизмов оказалась стабильной даже в регионах, где жизнь ранее считалась невозможной. Исследования на суднах Polarstern и Oden подтвердили: арктические воды скрывают огромный и недооценённый биологический потенциал.
Арктический азот и его роль в углеродном цикле
Новая информация о фиксации азота на Севере показывает, насколько сложны взаимосвязи внутри океанической экосистемы. Согласно свежим данным, опубликованным в 2025 году, концентрация фиксируемого азота может достигать 5,3 наномоля на литр в сутки в разных частях Северного Ледовитого океана. Эти показатели удивительным образом сопоставимы с активностью, характерной для умеренных широт.
Полученный азот используется водорослями, которые быстро превращают его в биомассу. Их стремительный рост поддерживает планктонные организмы, затем мелкую рыбу и птиц. По мере того как пищевые цепи усиливаются, возрастает и способность экосистемы поглощать углекислый газ. В результате формируется арктический "поглотитель углерода" — природный механизм, смягчающий последствия глобального потепления.
Однако эта система остаётся крайне хрупкой. Таяние льдов изменяет солёность и структуру водных масс, влияя на распределение питательных веществ. Некоторые виды бактерий начинают доминировать, перерабатывая органическое вещество быстрее других, что приводит к нарушению химического баланса. Арктический азот становится не только источником жизни, но и индикатором сложной борьбы между микробами, льдом и температурными изменениями.
Как открытие меняет климатические модели
Последствия этих наблюдений выходят далеко за рамки микробиологии. До недавнего времени в глобальных моделях продуктивности океанов Арктика считалась регионом с крайне слабой фиксацией азота. Сейчас эта позиция требует пересмотра.
Исследователи подчёркивают: новые данные необходимо срочно включить в расчёты, определяющие, сколько углекислого газа может поглощать океан и как быстро этот углерод попадает в осадочные слои. Влияние микробов на климатическую динамику оказалось намного значительнее предполагаемого.
С потеплением Арктики и ежегодным расширением зон открытой воды микробные сообщества будут только расти. Эти процессы подчеркивают: даже в самых холодных и экстремальных уголках планеты жизнь способна адаптироваться и преобразовывать химический состав мирового океана.
Традиционные представления об Арктике и новые научные данные
Чтобы понять масштаб изменений, важно сравнить прежние взглядя на Арктику с современными открытиями. Ранее регион считали пассивным участником глобальных процессов. Суточные температурные колебания, вечная мерзлота и ледовый покров казались препятствием для любой активной биологии. Фиксация азота в этих условиях представлялась практически невозможной, а значит, роль Арктики в углеродном круговороте считалась минимальной.
Новые исследования, напротив, демонстрируют: подо льдом скрывались мощные микробные сообщества, способные преобразовывать атмосферный азот в биологически доступные формы. Учёные подчеркивают, что эта деятельность влияет на экосистемы так же сильно, как в более тёплых морях. Разница лишь в том, что процессы протекают медленнее и зависят от сезонного таяния льдов.
Такое сравнение помогает понять, насколько динамичной оказалась экология региона и как сильно она была недооценена прежними моделями.
Популярные вопросы о фиксации азота в Арктике
Почему фиксацию азота считали невозможной в холодных водах?
Ранее предполагалось, что низкие температуры и недостаток света делают процесс энергетически невыгодным. Новые данные показали обратное.
Как микробы влияют на углеродный цикл?
Фиксируя азот, они стимулируют рост водорослей, а те поглощают углекислый газ — ключевой фактор смягчения климатических изменений.
Может ли активность микробов усилиться?
Да. По мере таяния льдов микробные сообщества расширяются, что меняет биохимию региона.