Самые маленькие скелеты в морском мире наблюдали в 3-D с помощью синхротронных методов

Ученые из CNRS, Университета Ле-Мана, Сорбоннского университета, Университета Экс-Марсель и ESRF (Европейский синхротрон) раскрыли наноразмерную 3-D структуру кальцитовых оболочек кокколитофорид — микроскопических морских водорослей. Исследование, опубликованное в Nature Communications, выявило новые корреляции между массой их оболочек и размером органической матрицы, вокруг которой происходит нуклеация и рост кальцита.

Понимание того, как факторы окружающей среды влияют на степень кальцификации кокколитов, имеет большое значение для оценки роли этих микроорганизмов в глобальном углеродном цикле. Кокколитофориды, живущие в поверхностных слоях моря, одновременно поглощают CO₂ при фотосинтезе и выделяют его при создании своих кальцитовых пластин (кокколитов). Их обилие в океанах делает их ключевыми игроками в круговороте углерода, особенно в контексте закисления океана.

Для точной оценки массы кокколитов команда использовала метод когерентной дифракции рентгеновских лучей на пучковой линии ID10 в ESRF, что позволило получить детальную 3-D структуру. Ученые установили, что масса кокколитов пропорциональна размеру органической чешуйки, вокруг которой происходит нуклеация кальцита каждые 110–120 нм. «Эксперимент в ESRF был сложным, потому что образцы размером 5–7 микрон были почти слишком велики для изучения. С помощью когерентной дифракционной визуализации нам удалось получить информацию в 3-D и реконструировать отдельные кристаллы кальцита», — поясняет Юрий Чушкин, ученый из ESRF.