Ужасы нашего городка: голодные зелёные водоросли предпочитают есть бактерии живьём

Ужасы нашего городка: голодные зелёные водоросли предпочитают есть бактерии живьём

В новом исследовании высказывается предположение, что способность зелёных водорослей поедать бактерии более распространена, чем считалось ранее. Это открытие может быть критичным для изучения окружающей среды и климата. В ходе работы, проведённой под руководством учёных из Американского музея естественной истории, Колумбийского университета и Университета Аризоны, исследователи обнаружили, что пять штаммов одноклеточных зелёных водорослей могут поедать бактерии, когда они голодны, и только если бактерии живы. Исследование опубликовано в журнале The ISME Journal.

«Мы всегда полагали, что зелёные водоросли — исключительно фотосинтезирующие организмы, которые производят еду, поглощая солнечный свет, — сказала Юнсу Ким, помощница куратора в Американском музее естественной истории и одна из авторов-корреспондентов исследования. — Однако мы пришли к осознанию того, что может существовать множество видов зелёных водорослей, которые также могут есть бактерии при наличии подходящих для этого условий. И мы также узнали, насколько они привередливы в еде».

В 2013 году Ким и её коллеги первыми представили убедительные доказательства того, что зелёные водоросли едят бактерии — они продемонстрировали это на водорослях рода Cymbomonas. Хотя некоторые исследователи считали такое поведение редким, лаборатория Ким продолжила исследовать наличие у других типов зелёных водорослей миксотрофии — способности организмов использовать как фотосинтез, так и фагоцитоз (подробности по ссылке в нашей статье) для получения энергии. Подобное поведение было довольно сложно подтвердить до появления нового экспериментальнго подхода группы под руководством Николаса Бока, аспиранта Обсерватории Земли Ламонта-Доэрти при Колумбийском университете, а также постодокторанта музея Софи Шарве.

Исследователи провели эксперименты с живыми бактериями, которые были помечены нетоксичным флуоресцентным красителем, после чего их объединили с пятью разными штаммами зелёных водорослей празинофитов (Prasinophyceae) для анализа с помощью проточного цитометра, который помогает учёным анализировать свойства клеток в растворе. Проточный цитометр показывал рост уровня зелёной флуоресценции в клетках водорослей в течение некоторого времени, на основе чего можно предположить, что они поглощали всё больше окрашенных бактерий. Чтобы подтвердить факт поглощения, исследователи использовали высокоточную микроскопию, позволяющую точно определить источник флуоресценции внутри клеток зелёных водорослей. В процессе команда обнаружила две особенности привередливых едоков: тестируемые штаммы водорослей ели только живые бактерии (мертвые бактерии оставались нетронутыми) и они ели больше, если уровень питательных веществ был низким. Эти открытия имеют большое значение для экологического изучения зелёных водорослей.

«Обычно при изучении поглощения бактерий водорослями в океанах в рамках экологических исследований используют отмеченные флуоресцентной краской бактерии, которые умирают в процессе маркировки, — рассказала Шарве. — По крайней мере для пяти штаммов водорослей, которые содержались у нас в культуре, характерно предпочтение живых бактерий и пренебрежение мёртвыми. Это означает, что уровень воздействия зелёных водорослей на окружающую среду был недооценён из-за методов, которые использовались при изучении».

Зелёные водоросли распространены по всему миру и помогают формировать основу водной пищевой цепи. Вместе с другими фотосинтезирующими организмами, такими как цианобактерии, диатомовые водоросли и динофлагелляты, которые получили общий термин фитопланктон, зелёные водоросли функционируют как своего рода биологический углеродный насос, потребляя углекислый газ в масштабах, сравнимых с деревьями и другими растениями из наземных экосистем.

«В течение десятилетий учёные могли посылать спутники в космос и получать оптические данные для определения глобального распределения фитопланктона с помощью измерения хлорофилла, — рассказал Бок, который работал в Колумбийском университете под руководством Соланж Дюамель, ныне работающей в Университете Аризоны в Тусоне. — Благодаря этому мы поняли, что фитопланктон жизненно необходим для круговорота углерода. Из этого делается предположение, что весь хлорофилл получается за счёт фотосинтеза. Однако при этом упускается наличие миксотрофии, потому что невозможно с помощью спутников определить, едят ли они другие клетки. Наши открытия проливают свет на эту ситуацию — более сложную, чем считалось ранее».

Одновременно с экспериментом под руководством Бока и Шарве процесс поедания бактерий зелёными водорослями был изучен с использованием модели прогнозирования на основе генов, разработанной Джоном Бёрнсом из Американского музея естественной истории и Лаборатории океанологии Бигелоу. Теория согласуется с полученными результатами, благодаря чему можно предположить, что среди остальных видов водорослей подобное поведение также распространено.

_______________

Перевод Екатерина Хананова , редакторы Антон Меньшенин и Вера Круз , автор блога Обзоры фильмов и книг Веры Круз .

Исследование — Nicholas A. Bock et al, Experimental identification and in silico prediction of bacterivory in green algae, The ISME Journal (2021)

Источник — Littlest shop of horrors: Hungry green algae prefer to eat bacteria alive

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s