Исследователи разработали стресс-тест для прогнозирования реакции диатомовых водорослей на закисление океана

Ученые из Института системной биологии (Institute for Systems Biology, ISB) продемонстрировали, что диатомовые водоросли могут противостоять коллапсу популяции в закисленной среде, сохраняя ценную энергию, которая в норме расходуется на потребление углекислого газа.

Диатомеи — это микроскопический фитопланктон, составляющий основу многих водных пищевых сетей. Они ответственны за 40% всего углерода, связываемого в океанах, и выделяют около 20% пригодного для дыхания кислорода в мире. Влияние закисления океана на диатомеи до конца не изучено, но исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature Communications, под названием "Условия закисления океана повышают устойчивость морских диатомовых водорослей", проливает свет на этот вопрос.

«На сегодняшний день влияние закисления океана на диатомеи было неоднозначным, в основном из-за сложного взаимодействия между биологией и физической химией. Мы решили применить новый и иной подход к этому биологическому вопросу, подвергнув диатомеи стресс-тесту», — сказал доктор Джейкоб Валенсуэла, ведущий автор исследования. Используя системно-биологический подход в сочетании со стресс-тестом, ученые смогли показать, что устойчивость диатомей повышается в условиях закисления океана.

В ходе исследования наблюдалось, что диатомеи при более низком pH (закисленной среде) последовательно лучше адаптировали свои клеточные функции к окружающей среде — это явление предотвращает коллапс популяции.

Закисление океана, вызванное изменением климата, может сделать диатомеи более устойчивыми, но также способно оказать негативное влияние на другие популяции фитопланктона, потенциально сместив их из категории стабильных в категорию чувствительных. Последствия такого фундаментального сдвига могут распространиться по всей морской экосистеме. Экспериментальная модель, разработанная в этом исследовании, может быть расширена для оценки влияния множества потенциальных угроз, связанных с изменением климата, на микробное разнообразие наиболее уязвимых сред обитания.

Если численность популяции диатомей значительно сократится или, наоборот, резко возрастет, это будет иметь серьезные последствия для морских пищевых сетей и не только. Например, коралловые рифы и рыболовство зависят от стабильных сообществ фитопланктона, которые служат пищей для организмов, стоящих выше в пищевой цепи, таких как криль, рыбы и киты. Понимание того, как диатомеи отреагируют на последствия изменения климата, в частности на закисление океана, будет иметь решающее значение для прогнозирования будущих сценариев и планирования превентивных мер по сохранению.