Фитопланктон — это мельчайшие водоросли, живущие повсеместно в морской и пресной воде. В озере Байкал есть особые микроводоросли Gymnodinium baicalense, которые образуют колонии между вертикальными кристаллами льда, когда начинается процесс весеннего таяния и ледовый покров водоема становится более пористым.
Однако долгое время оставалось загадкой, как это возможно: почему водоросли не погибают от холода? Ученые из России и Японии смогли вычислить, что защищает их особое вещество, поддерживающее свойства клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Biology, о них также сообщает портал EurekAlert.
Известно, что фитопланктон в океане от воздействия соленой воды защищает осмолит — так называют вещество, которое поступает внутрь клетки и поддерживает ее баланс, несмотря на воздействие окружающей среды. Этим осмолитом является диметилсульфониопропионат (ДМСП). Его молекулы распадаются, выделяя сладкопахнущий газ диметилсульфид, который играет важную роль в процессе конденсации облаков — и он же дает один из оттенков для запаха моря.
Авторы исследования предположили, что это же вещество связано с устойчивостью Gymnodinium baicalense к холоду. Ведь Байкал — самое большое пресное озеро планеты, и здесь у фитопланктона нет необходимости сопротивляться соленой воде, но выработка ДМСП все равно наблюдается. Тем более, уже было известно, что микроводоросли в более холодных районах морей и океанов производят больше ДМСП, чем в теплых, а концентрация вещества в морской воде снижается при сезонном потеплении.
Исследовав воду в Байкале, ученые обнаружили: во время весеннего цветения водорослей во льду концентрация этого вещества сравнима с той, что фиксируется в океанах, а в водах около колоний фитопланктона она чрезвычайно высока. Пик концентрации приходился на середину апреля, когда еще не сошел лед и температуры воздуха были низкими, а число водорослей уже выросло. Затем уровень вещества постепенно снижался по мере потепления.
«Концентрация ДМСП выше в холодные дни и особенно низка, когда минимальная температура выше точки замерзания. Результаты свидетельствуют о том, что ДМСП вырабатывается для защиты от холода», — делают вывод ученые.
Подтвердить их выводы должны эксперименты в лаборатории, где микроводоросли будут испытаны при разных температурах. Также ученые надеются, что это позволит выявить гены, которые отвечают за выработку ДМСП.
«Кроме того, ДМСП может продуцироваться также водорослями, обитающими в других водоемах, в снежных нетающих шапках высокогорья и в ледниках», — отмечают исследователи.
Под ледником в Антарктиде обнаружили процветающую экосистему
Глобальное потепление фундаментально меняет структуру океанов