Некоторые фотосинтезирующие водоросли могут выжить в темноте
Планктонные водоросли, такие как кокколитофоры, функционируют в режиме фотосинтеза, что означает, что они используют воду, углерод и энергию солнца для процветания и формирования своей биомассы. Однако недавние лабораторные эксперименты показали, что некоторые виды могут продолжать функционировать даже без света. Результаты были недавно опубликованы в журнале New Phytologist.
Это открытие позволяет по-новому взглянуть на то, как жизнь смогла противостоять крупным экологическим кризисам, таким как тот, который последовал за знаменитым падением астероида в Чиксулуб (Юкатан) 66 миллионов лет назад. Пыль и пепел, поднятые столкновением, надолго омрачили мир, подвергнув фауну и флору серьезной нагрузке.
В то время как 90% видов кокколитофоры погибли, частично из-за недостатка света, оставшиеся 10% смогли выжить и стать резервуаром, благодаря которому жизнь могла процветать. Благодаря данным, полученным в ходе экспериментов в контролируемых условиях, ученые теперь считают, что лучше понимают, как эти фотосинтезирующие организмы продолжают процветать, несмотря на, казалось бы, негостеприимные условия.
«Мы застряли на парадигме, согласно которой водоросли являются только фотосинтезирующими организмами, и долгое время их способность питаться другими способами игнорировалась«, — сообщает Елена Годриджан, ведущий автор исследования. «Тот факт, что кокколитофоры могут развиваться и выживать в темноте, поражает меня, особенно если подумать о том, как им удалось выжить, в то время как животным, таким как динозавры, это не удалось».
В ходе работы выяснилось, что некоторые виды планктонных водорослей параллельно функционируют за счет осмотрофии. Другими словами, они продолжают процветать без света благодаря трансмембранному обмену, который позволяет им питаться веществами, растворенными в морской воде. Однако до сих пор эта специфическая форма обмена углеродных соединений не была известна. Таким образом, помимо объяснения того, как кокколитофоры могут выживать в темноте, этот процесс также имеет значение для глобального углеродного цикла.
«Это чрезвычайно важно для распределения углекислого газа на Земле«, — говорит Балч, соавтор статьи. «Если бы у нас не было этого биологического углеродного насоса, содержание углекислого газа в атмосфере было бы гораздо выше, чем сейчас, возможно, более чем в два раза. Кокколитофоры интегрированы в глобальные циклы так, как мы и представить себе не могли«.
Поскольку эти виды переносят световой порог намного ниже фотосинтетического, они также могут расти на большую глубину в толще воды. «Кокколитофоры — крошечные существа, но они оказывают огромное влияние на все живое, о чем большинство людей даже не подозревают«, — добавляет ведущий автор. «Это дает мне надежду на нашу собственную жизнь, чтобы увидеть, как такие маленькие вещи могут оказать такое влияние на планету«.