Сейчас оно кладезь древних генетических ресурсов

Черное море сообщается с Мировым океаном лишь через узкий Босфор, а в ледниковые периоды, когда уровень моря снижается, и вовсе превращается в озеро. Намного больше воды оно получает благодаря континентальным стокам, а потому его отложения представляют собой детальный архив изменений континентального климата, которым соответствовали гидрологические перемены.

Этим обстоятельством, сообщает Д. Целиков (compulenta.computerra.ru), воспользовались сотрудники Океанографического института в Вудс-Хоуле (США), попытавшиеся реконструировать климатические и антропогенные изменения окружающей среды последних 11,4 тыс. лет по тому, как они отразились на местном планктоне, останки которого в изобилии встречаются в осадке.

Обычно исследователи просто подсчитывают под микроскопом количество ископаемых скелетов в кернах. Но в большинстве случаев планктон не оставляет окаменелостей (например, далеко не все динофлагелляты проходят в своем развитии стадию диноцисты), поэтому ученые занялись поисками генетических остатков.

Кроме того, древние ДНК в морских отложениях до сих пор использовались только для целенаправленной реконструкции конкретных групп планктона, и эти исследования основывались на очень небольших клонотеках. На сей раз, ученые применили подход к секвенированию ДНК следующего поколения с высокой пропускной способностью — пиросеквенирование, позволившее проследить жизнь планктона на всем пространстве Черного моря от эпохи таяния ледников до настоящего времени.

В довершение ко всему они разобрались с изменениями солености и температуры, которые могли повлиять на самочувствие планктона.

Сведения о солености удалось восстановить благодаря анализу отложений, содержащих высокостойкие органические соединения — алкеноны, производимые исключительно видом Emiliania huxleyi, то есть теми же фотосинтезирующими организмами, которые рассказывают океанографам о температуре поверхности моря в далеком прошлом. Соотношение двух изотопов водорода в алкенонах позволило определить колебания солености в Черном море за последние 6500 лет (дейтерий мало распространен в природе и испаряется не так легко, как другие изотопы — чем больше дейтерия, тем выше соленость)

Оказалось, что 150 из 2710 обнаруженных по остаткам ДНК организмов продемонстрировали статистически значимый ответ на изменения окружающей среды, что позволило выделить четыре периода после оледенения.

Более 9 тыс. лет назад преобладали зеленые пресноводные водоросли, то есть Черное море было озером. По меньшей мере 9,6 тыс. лет назад появляется морской планктон, что указывает на начало поступления соленой воды из Средиземного моря. Динофлагелляты, церкозои, эустигматофиты и гаптофитовые водоросли резче всего отреагировали на постепенное увеличение солености во время теплого и влажного климатического оптимума среднего голоцена.

Около 5200 лет назад наступает сухой суббореальный климат, и соленость растет быстрее, что приводит к расцвету морских грибов и появлению морских рачков.

Примерно 2 500 лет назад начинается эпоха прохладного и влажного субатлантического климата. Соленость падает, происходит постепенная смена видов динофлагеллятов, диатомовых и золотистых водорослей.

Наиболее радикальные изменения происходят в течение последнего столетия, что связано с активным воздействием человека на природу.

Американские ученые на болгарском научном судне Akademik возятся с керном отложений Черного моря. (Фото Dimitri Dimitrov)

Прорыв Босфора связал Черное море с Мраморным и тем самым — с Мировым океаном. (Изображение Jack Cook / Woods Hole Oceanographic Institution)