Den mellemstore fytoplanktons rolle i Jordens biologiske pumpe

Hvert forår, fytoplanktonblomstrer blomstrer over havet. Den encellede, fotosyntetiske organismer trækker kuldioxid fra atmosfæren og producerer ilt - en del af et kulstofbindingssystem kendt som den biologiske pumpe.

Meget anvendte numeriske og satellitbaserede modeller antager, at primærproduktion og nettoproduktion i lokalsamfundet (eller nettomængden af ​​kulstof, der fjernes fra atmosfæren gennem den biologiske pumpe) er størst i økosystemer domineret af plankton større end 20 mikrometer, kendt som mikroplankton, og lavest i dem domineret af plankton mindre end 2 mikrometer, kendt som picoplankton. Imidlertid, planktons rolle mellem disse størrelser, kendt som nanoplankton, er stort set blevet ignoreret. Nu viser Juranek et al. viser, at nanoplankton kan spille en mere væsentlig rolle end tidligere antaget.

Teamet undersøgte forholdet mellem størrelse og produktivitet i et område i den nordlige stillehavs overgangszone (NPTZ), en subtropisk-subpolar, kumme-stor funktion kendetegnet ved stærk fysisk, kemisk, og økologiske gradienter. Teammedlemmerne gennemførte tre transekter af NPTZ i foråret eller forsommeren 2016, 2017, og 2019, krydser en funktion kendt som overgangszonen klorofylfront, hvor nettofællesskabets produktionshastigheder var hele fem gange højere end dem syd for overgangszonen.

Forfatterne brugte en kombination af tilgange til at karakterisere størrelsen og mangfoldigheden af ​​plankton, der spænder fra 0,5 til 100 mikrometer i diameter. Disse målinger blev sammenlignet med produktivitetshastigheder bestemt både ved en inkubationsbaseret metode og ved at spore forholdet mellem opløst ilt og argon i havvandet, som er relateret til netto organisk kulstofproduktion.

Disse koordinerede datastrømme afslørede en stærk og tidligere uidentificeret sammenhæng mellem variation i nettofællesskabsproduktion og nanoplanktons biomasse. Med yderligere indsigt fra modellering, forfatterne foreslår, at begge bottom-up faktorer, såsom tilførsel af næringsstoffer, og top-down faktorer, som størrelsesspecifik græsning af rovdyr, bidrage til betydningen af ​​nanoplankton i overgangszonen.

Modeller, der ikke tager højde for disse mellemstore plankton, kan undervurdere primærproduktion og effektiviteten af ​​den biologiske pumpe, siger forskerne. At forstå nanoplanktons rolle vil være kritisk, da forskere arbejder på at forstå, hvordan klimaforandringer kan påvirke kulstofcyklussen i fremtiden.

Denne historie er genudgivet med tilladelse til Eos, vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.