Океан подо льдом оказался живее, чем думали: под слоем холода кипит жизнь, видимая только учёным

6:58

29.10.2025 20:49

На фоне катастрофического таяния морского льда учёные обнаружили в Северном Ледовитом океане неожиданное явление — активную фиксацию азота. Этот процесс превращает атмосферный азот в форму, пригодную для водорослей — основы всей морской экосистемы. И хотя лёд уходит, жизнь под ним, похоже, только набирает силу.

Азот, который питает океан

В холодных арктических водах долгое время считалось, что фиксация азота невозможна. Тем не менее международная команда под руководством Лизы В. фон Фризен из Копенгагенского университета зафиксировала стабильную активность этого процесса на 13 станциях подо льдом и вдоль его кромки.

"Мы ошибались. Даже подо льдом идёт активная фиксация, и это полностью меняет наше представление об Арктике", — сказала Фон Фризен.

Самые высокие показатели наблюдались именно там, где лёд таял. В этих зонах создаются уникальные условия — сочетание света, питательных веществ и органических соединений, которые поддерживают микробы, называемые диазотрофами. Они преобразуют азот из воздуха в аммоний, который усваивают водоросли.

Как исследователи доказали наличие процесса

В 2021–2022 годах две арктические экспедиции — SAS и ATWAICE — провели измерения с помощью судов, способных двигаться среди льдов. Учёные использовали изотопные метки, чтобы отследить превращение азота, и анализировали ген nifH, указывающий на активность ферментов фиксации.

Результаты показали, что в Арктике фиксацию выполняют не привычные цианобактерии, как в тропиках, а другие виды микробов — гамма- и бетапротеобактерии, приспособленные к холодным, бедным кислородом водам.

Сравнение: где идёт фиксация азота

Регион	Основные организмы	Условия среды	Роль в экосистеме
Тропические океаны	цианобактерии	тёплая, солнечная вода	рост фитопланктона
Арктика	нецианобактериальные диазотрофы	тающая кромка льда, низкий кислород	подпитка водорослей и планктона
Антарктика	смешанные микробные сообщества	холодная зона, высокая продукция	связывание углерода

Почему это открытие важно

Азот — один из ключевых элементов, ограничивающих рост морских водорослей. А именно водоросли формируют основу пищевой цепи: за ними следуют зоопланктон, рыба и морские млекопитающие.
В Арктике, где питательных веществ мало, появление дополнительного источника азота может усилить продуктивность экосистемы и увеличить способность океана поглощать углекислый газ.

"Если производство водорослей увеличится, Северный Ледовитый океан будет поглощать больше CO₂", — пояснил профессор биологии Лассе Риманн, соавтор исследования.

Советы шаг за шагом: как исследовать арктическую фиксацию

Использовать изотопные методы для оценки скорости фиксации.
Проводить генетический анализ микроорганизмов (по гену nifH).
Измерять концентрацию растворённого органического углерода и фосфора.
Сравнивать данные с уровнями хлорофилла и интенсивностью цветения у кромки льда.
Отслеживать изменения сезонно — весной и летом, когда лёд активно тает.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Ошибка: считать Арктику биологически "спящей" зоной.
Последствие: недооценка вклада региона в глобальный углеродный цикл.
Альтернатива: включить фиксацию азота в климатические и экосистемные модели.
Ошибка: рассматривать таяние льда только как угрозу.
Последствие: упускание новых источников продуктивности.
Альтернатива: учитывать потенциал микробных сообществ в формировании нового экологического равновесия.

А что если…

Площадь маргинальной ледовой зоны — области, где фиксируется азот, — будет расти. Это может привести к увеличению биомассы водорослей и частичному усилению поглощения углекислого газа. Однако баланс хрупок: слишком быстрое потепление может разрушить экосистему, прежде чем она успеет адаптироваться.

Плюсы и минусы явления

Плюсы	Минусы
Усиление фотосинтеза и роста водорослей	Зависимость от уровня фосфора и железа
Дополнительное связывание CO₂	Возможное смещение экосистемных балансов
Новые данные для климатических моделей	Трудности мониторинга подо льдом

FAQ

Что такое фиксация азота?
это процесс, при котором микробы превращают газообразный азот в соединения, усваиваемые растениями.

Почему это открытие важно для Арктики?
ранее считалось, что в холодных водах фиксация невозможна, но теперь известно, что она идёт активно.

Кто выполняет фиксацию в Арктике?
нецианобактериальные диазотрофы — микробы, устойчивые к холоду и низкому содержанию кислорода.

Как это связано с климатом?
рост водорослей способствует поглощению CO₂, снижая концентрацию углекислого газа в атмосфере.

Может ли это остановить потепление?
нет, но процесс способен частично компенсировать выбросы, усилив естественное поглощение углерода океаном.

Мифы и правда

Миф: под арктическим льдом нет жизни.
Правда: микробы и водоросли активно развиваются даже в экстремальных условиях.

Миф: фиксация азота возможна только в тёплых водах.
Правда: она успешно происходит и в полярных морях.

Миф: таяние льда — исключительно негативное явление.
Правда: оно также открывает новые биологические ниши и питательные циклы.

Три интересных факта

С 1998 по 2018 год биопродуктивность Арктики выросла на 57%.
Диазотрофы в арктических водах генетически отличаются от аналогов в тропиках.
Подлёдная фиксация азота наблюдалась на глубине, где концентрация хлорофилла достигает максимума.

Исторический контекст

До недавнего времени считалось, что арктические воды биологически бедны. Однако с развитием полярных экспедиций и методов молекулярной биологии стало ясно: жизнь здесь кипит даже подо льдом. Новое исследование 2025 года подтвердило, что Арктика — не просто индикатор потепления, но и источник неожиданных природных адаптаций, способных поддерживать глобальное равновесие.