Ученые нашли водоросли, способные питаться без света, пережившие динозавров
В новом исследовании ученые Лаборатории наук об океане Бигелоу обнаружили, как некоторые виды одноклеточных водорослей пережили массовое вымирание, и это открытие может изменить наше понимание глобальных процессов в океане, 20 декабря пишет издание Science Daily.
Более 66 млн лет назад столкновение с астероидом привело к исчезновению почти трех четвертей жизни на Земле. Оставшейся маленькой жизни пришлось бороться, и исследования ее стойкости могут дать ключевое понимание того, как организмы выживают в экологических проблемах.
Кокколитофориды, как и большинство водорослей, фотосинтезируют и используют энергию солнца для получения пищи. Однако считалось, что последствия удара астероида накрыли планету на несколько месяцев темнотой, что стало смертным приговором для большинства фотосинтезирующих организмов в мире.
В сочетании с другими эффектами выпадения осадков это привело к исчезновению более 90% всех видов кокколитофорид, одних из самых влиятельных организмов в океане. Однако другие выстояли.
В рамках нового исследования команда провела лабораторные эксперименты, которые показали, что некоторые кокколитофориды могут выжить без света. Это показало, что у организмов должен быть другой способ производства энергии и углерода, в которых они нуждаются.
«Мы застряли на парадигме, согласно которой водоросли являются всего лишь фотосинтезирующими организмами, и долгое время их способность питаться в иным способом игнорировалась», — сказала Елена Годриджан, первый автор статьи, которая проводила исследование в качестве постдокторанта в лаборатории Бигелоу.
«Для меня удивительно заставить кокколитофориды расти и выжить в темноте, особенно если вы думаете о том, как им удалось выжить, когда животные, подобные динозаврам, этого не сделали».
Исследование показало, как некоторые виды кокколитофорид могут использовать ранее неизвестные органические соединения в качестве источников углерода вместо углекислого газа, который обычно используют растения. Они могут перерабатывать растворенные органические соединения и сразу же использовать их в процессе, называемом осмотрофией. Полученные данные могут объяснить, как эти организмы выживают в темных условиях, например, после удара астероида или глубоко в океане, где может достигать солнечный свет.
Исследование было опубликовано в журнале New Phytologist, в соавторстве с двумя другими исследователями из лаборатории Бигелоу, старшим научным сотрудником Уильямом Балчем и старшим научным сотрудником Дэвидом Драпо.
Кокколитофориды являются неотъемлемой частью процессов, управляющих глобальным океаном и атмосферой, включая углеродный цикл. Они забирают растворенный углекислый газ из атмосферы, который после смерти переносится на дно океана.
«Это очень важно для распределения углекислого газа на Земле», — сказал Балч.
«Если бы у нас не было этого биологического углеродного насоса, содержание углекислого газа в нашей атмосфере было бы намного выше, чем сейчас, возможно, более чем в два раза».
Кокколитофориды также играют важную роль в снижении кислотности океана, что может негативно повлиять на такие организмы, как моллюски и кораллы. Одноклеточные водоросли удаляют углерод из воды, создавая вокруг себя защитные минеральные плиты из известняка, которые тонут, когда умирают. Процесс эффективно закачивает щелочность глубже в океан, что химически усиливает способность воды сопротивляться повышению кислотности.
Новое исследование показало, что водоросли также поглощают углерод из ранее неизвестных источников, расположенных глубже в толще воды. Это может связать кокколитофориды с новым набором глобальных процессов и поднимает фундаментальные вопросы об их роли в океане.
«Кокколитофориды интегрированы в глобальные циклы способами, о которых мы даже не догадывались, — сказал Балч. — Это исследование действительно меняет мои представления о пищевых сетях в темных регионах, где фотосинтез явно не происходит. Оно меняет парадигму».
Затем исследователи хотят провести эксперименты в океане, чтобы понаблюдать, как кокколитофориды поглощают питательные вещества в своей естественной среде, особенно в темноте. Годриджан надеется, что ее работа поможет больше узнать об организмах, их значении и их сложной роли на нашей планете.
«Кокколитофориды — крошечные, крошечные существа, но они оказывают такое огромное влияние на всю жизнь, что большинство людей даже не подозревает об этом, — сказала Годриджан. —Это дает мне надежду на нашу жизнь, когда я вижу, как такие мелочи могут иметь такое влияние на планету».
