Переехали и хорошо устроились: открыты новые удивительные виды морского фитопланктона, который умеет о себе позаботиться

Родственники пресноводных водорослей поселились в океане у Гавайских островов и нашли симбионта, который их удобряет круглосуточно, с перерывом на закат

Группа исследователей Гавайского университета в Маноа сообщила об открытии двух новых и необычных видов фитопланктона (диатомовых водорослей) в водах открытого океана близ Гавайских островов. Ученые обнаружили, что в своих «стеклянных домиках» планктон укрывает микроскопические бактерии — цианеи, которые генерируют для него питательные вещества из азота. Исследователи выяснили еще несколько удивительных подробностей из жизни этих продуманных организмов. Результаты опубликованы в Nature Communications.

«Океанографы знали об этих симбиозах диатомей и цианобактерий в водах вокруг Гавайев в течение многих лет, но обнаруженные нами виды — это нечто совершенно иное», — сказал Кристофер Шварц, ведущий автор исследования.

Диатомовые водоросли с замысловатыми клеточными стенками, похожими на панцирь из стекловидного диоксида кремния — один из самых известных и симпатичных, по словам ученых, видов фитопланктона. Они лучше всего себя чувствуют в условиях, богатых питательными веществами. В бедных в этом смысле водах диатомеи изо всех сил пытаются получить достаточное количество азота для роста.

Для этого они устанавливают симбиоз с цианобактериями. Цианеи поглощают газообразный азот, которого много в морской воде, но он недоступен для диатомей, и превращают его в аммиак, форму азота, которую водоросли могут легко использовать. Таким образом, планктон получает свой собственный генератор азота «на дому», и становится как будто самоопыляющейся системой.

Новые виды диатомей оказались намного меньших размеров и принадлежат к другой линии — с удлиненной формой и двухсторонней симметрией. Их симбионты тоже меньше по размеру и не имеют флуоресцентного свечения, поэтому и обнаружить их долго не удавалось. Исследователи добавили образцы морской воды в бедную азотом среду в лаборатории и несколько месяцев наблюдали, какие виды фитопланктона будут расти.

«Результаты стали неожиданностью. Новые диатомовые водоросли связаны с видами, обитающими в пресной воде. Мы понятия не имели, что найдем их родственников, обитающих далеко в открытом море. Эта работа является важным напоминанием о том, как много еще можно узнать, проявив немного терпения и внимательного наблюдения», — говорит Григ Стюард, профессор Гавайского университета в Маноа.

На этом сюрпризы для ученых не закончились. Исследование симбионтов показало, что химический процесс азотфиксации у них почти круглосуточный. В отличие от ранее изученных видов — которые проявляют активность либо днем, либо ночью. Цианеи у нового вида планктона оказались трудягами: они перерабатывают и поставляют азот, начиная с полуночи, всю ночь и весь день, и делают перерыв только на закате. Исследователи пока не знают, то ли цианобактерии такие любители закатов, то ли самим диатомеям нужна передышка от плотного «питания». Но теперь ученым предстоит выяснить причины этой закономерности, они планируют продолжить исследования новых интересных представителей вида.

Использованы материалы Nature Communications, Phys.org