Подобно морским сорнякам, водоросли «бурого прилива» процветают на обогащенных питательными веществами побережьях

Исследователи из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета и Университета Стоуни-Брук детально изучили механизмы выживания, которые сделали микроскопическую водоросль Aureococcus anophagefferens, вызывающую «бурый прилив», бичом для рыбаков и местной экосистемы. Новое исследование, опубликованное летом в журнале Frontiers in Microbiology, подтвердило, что гены, предположительно помогающие Aureococcus выживать в мутных, богатых питательными веществами водах, активируются в условиях, типичных для эстуариев, деградировавших из-за человеческой деятельности.

«Бурые приливы», окрашивающие воды в цвет грязи, впервые отмеченные у Лонг-Айленда в 1985 году, теперь возникают вплоть до Вирджинии и стали повторяющейся проблемой у берегов ЮАР и Северного Китая. Они вытесняют морские травы и угнетают или отравляют моллюсков. Исследование показывает, что Aureococcus является уникальным оппортунистом. В отличие от других водорослей, она может долго жить в темноте и, когда предпочитаемые неорганические питательные вещества (азот, фосфор) заканчиваются, переключаться на органические, часто происходящие из удобрений и сточных вод. Её крошечный размер означает меньшую потребность в ресурсах, а обширный набор генов позволяет эффективно улавливать скудный свет и вырабатывать ферменты для усвоения органических соединений.

«Мы знали, что Aureococcus может выживать и даже процветать в неблагоприятных условиях. Изучение их генов позволяет нам понять, как они это делают», — говорит микробиолог Соня Дирман, соавтор исследования. Лабораторные эксперименты также выявили неожиданную способность: в условиях дефицита фосфора водоросль поглощает химически схожий с ним токсичный арсенат, преобразует его в ещё более токсичный арсенит и выкачивает обратно в воду. Экологическое воздействие этого побочного продукта во время цветения пока неизвестно.

Основным источником избытка питательных веществ для эстуариев Лонг-Айленда, по данным исследований, являются неисправные септические системы. Более половины азота в заливе Грейт-Саут-Бэй происходит из них. Местные власти начали действовать, объявив азот «врагом общества номер один». Экономические риски велики: под угрозой туристическая отрасль (почти $5 млрд в год) и восстановление промысла моллюсков. Рост прибрежной застройки, уменьшающий водообмен, и повышение температуры океана могут способствовать распространению «бурых приливов» в глобальном масштабе. Учёные надеются, что дальнейшие наблюдения за реакцией Aureococcus на избыток азота и потепление помогут прогнозировать цветение и смягчать его последствия.