Ученые разгадали тайну цветений токсичных водорослей вблизи городов

Свет от городов, хорошо заметный в ночном небе, может оказывать гораздо большее влияние на природу, чем считалось ранее. Ученые из Института пресноводной экологии и рыболовства имени Лейбница обнаружили, что даже слабое искусственное освещение ночью — так называемое световое загрязнение неба — стимулирует рост цианобактерий в озерах и ускоряет круговорот углерода в пресноводных экосистемах. Работа опубликована в журнале Water Research.

Цианобактерии, или сине-зеленые водоросли, — это группа микроскопических водных организмов, которые могут выполнять фотосинтез, преобразуя солнечный свет в химическую энергию. Эти бактерии часто образуют массовые цветения, особенно в водоемах с высоким уровнем питательных веществ, таких как азот и фосфор. Некоторые виды цианобактерий могут производить токсичные вещества, которые вредны для рыб, животных и даже человека.

«Мы давно знаем, что многие организмы в озерах живут по суточным ритмам. Но мы только начинаем понимать, насколько сильно на них может влиять свет от городов, даже если он достигает озер в слабом рассеянном виде», — отметил ведущий автор исследования профессор Ханс-Петер Гроссарт.

Эксперимент проводился на уникальной исследовательской платформе LakeLab на озере Шармуцельзее, где 24 замкнутых «мини-озера» позволяют точно отслеживать изменения в экосистемах. Ученые осветили 10 из 15 резервуаров ночью в течение месяца, имитируя различную степень светового загрязнения. Остальные резервуары оставались в темноте.

Результаты оказались поразительными: количество цианобактерий и других светочувствительных бактерий в освещенных зонах было в среднем в 32 раза выше, чем в темных. Это удивило исследователей, поскольку уровень освещенности был слишком низким для стимуляции фотосинтеза. Однако даже столь слабый свет оказался достаточным для запуска изменений.

Кроме увеличения популяций цианобактерий, свет повлиял и на углеродный цикл в воде — изменился состав бактериальных сообществ и активизировалось разложение органического вещества. Такие сдвиги могут существенно изменить баланс экосистем и повысить риск токсичных цветений водорослей, которые угрожают не только природе, но и здоровью человека.

«Световое загрязнение может стать недостающим элементом в объяснении происхождения загадочных цветений водорослей, особенно вблизи городов», — добавил доктор Франц Хелькер, один из координаторов проекта.