Что на самом деле питает разрушительные «коричневые приливы» у Лонг-Айленда?

Исследователи из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета, возможно, нашли новую стратегию для ограничения роста водорослей Aureococcus anophagefferens, вызывающих губительные «коричневые приливы». Используя геномный подход — метатранскриптомику, — учёные установили, что контроль за фосфором может быть ключевым для сдерживания этих явлений.

Аureococcus anophagefferens впервые появился у побережья Лонг-Айленда в 1985 году, окрашивая эстуарии в цвет грязи, вытесняя местные водоросли и отравляя моллюсков. Эти водоросли нанесли удар по некогда процветающей индустрии моллюсков и туризму. Они до сих пор поражают залив Грейт-Саут-Бей и другие воды Средней Атлантики. Геном водоросли, секвенированный в 2011 году, показал её способность процветать в экосистемах, обогащённых органикой из-за деятельности человека. Последующее исследование 2014 года раскрыло её секрет: Aureococcus производит ферменты для расщепления органического азота и фосфора при дефиците неорганических питательных веществ, что даёт ему преимущество перед конкурентами. Источниками азота и фосфора часто являются ливневые стоки и другие наземные источники.

Традиционно для мониторинга цветения подсчитывают клетки и анализируют химический состав воды, чтобы выявить дефицит азота или фосфора, что влияет на управленческие решения, обычно направленные на сокращение поступления азота. Однако в новом исследовании, опубликованном в Frontiers in Microbiology, команда во главе с микробным океанографом Соней Дирман применила прямой подход, оценивая активность генов самих клеток в водах у Хэмптонса.

«Химический анализ воды (подход "холодильника") говорил нам, что им не хватает азота. Но когда мы посмотрели на клетки, они активировали все гены, указывающие на недостаток фосфора. Это было неожиданно», — отметила Дирман. Это первый случай, когда метод экспрессии генов позволил напрямую спросить у вредоносного вида, какие ресурсы он использует в естественной среде.

«Клетки говорили нам нечто иное, чем химия воды, — сказала Дирман. — Это означает, что, думая о контроле над этими цветениями, нам нужно учитывать не только азот, но и фосфор». Ведущий автор Луи Вурч добавил: «Мы показали, что клетки водорослей быстро реагируют на переменные в их среде, которые мы либо не можем, либо ещё не обнаружили. Это открывает двери для множества захватывающих будущих исследований».