Невидимые помощники моря: морские бактерии ускоряют рост крошечных морских водорослей

Тем не менее, экология морских микробов, которые имеют решающее значение для всего, от поглощения углекислого газа из воздуха до регулирования продуктивности основных рыбных промыслов, только начинает пониматься.
Шагая к пониманию этого скрытого мира, океанографы из Вашингтонского университета обнаружили, что диатомовые водоросли — одноклеточные водоросли с замысловатым рисунком, которые существуют во всех океанах мира — растут быстрее в присутствии бактерий, выделяющих гормон роста, который, как известно, приносит пользу суше. растения. В исследовании, опубликованном 27 мая в журнале Nature, используются генетические и молекулярные инструменты, чтобы выяснить, что контролирует морские экосистемы.
«Эти очень маленькие организмы взаимодействуют со своей средой, но они также взаимодействуют с другими организмами», — сказала соавтор Джинджер Армбраст, профессор океанографии из Университета штата Вашингтон. «На мой взгляд, чтобы понять, как будут работать будущие экосистемы, нам нужно понять, как эти организмы, составляющие основу морской пищевой сети, взаимодействуют друг с другом.»

Исследовательская группа Армбруста давно изучает диатомовые водоросли, представляющие собой микроскопические водоросли, которые осуществляют пятую часть фотосинтеза планеты, больше, чем все земные тропические леса вместе взятые. Члены лаборатории начали этот проект с изучения того, какие бактерии были обнаружены во всех образцах многосерийной Pseudo-nitzschia, обычной прибрежной диатомеи, собранной в пяти местах в северной части Тихого и Атлантического океанов. Затем они вылечили образцы воды от всех бактерий, живущих в морской воде, и обнаружили, что диатомовые водоросли также не размножаются.

Соавтор Шейди Амин, бывший научный сотрудник Университета штата Вашингтон, сейчас работает на факультете Нью-Йоркского университета в Абу-Даби, по одному добавлял бактерии, общие для всех пяти образцов. Один тип, Sulfitobacter, резко ускорил рост при добавлении в достаточно высокой концентрации.
Авторы показали, что эти бактерии обмениваются материалом с диатомовыми водорослями, в свою очередь производя ауксин, хорошо известный гормон, вырабатываемый микробами, живущими вокруг корней наземных растений.
«Обмен материалами между этими крошечными существами напоминает продолжающийся диалог между двумя живыми организмами, который достигает высшей точки в производстве ауксина», — сказал Амин. «Это было так увлекательно, что мы задались вопросом, можем ли мы увидеть такое поведение в другом месте.»

Затем исследователи вышли в море и взяли на вооружение некоторые высокотехнологичные инструменты. Показав, что происходит в лаборатории, они собрали другие образцы океана и обнаружили тот же гормон роста.

Затем они использовали новые генетические методы, чтобы обнаружить активность морских микробов, которые, как известно, трудно вырастить в неволе, которые никогда не переживут переход в лабораторию. Такое же взаимодействие имело место, особенно на побережье, но между разными организмами, которые нельзя перенести в лабораторию.
«Мы просто находимся в том месте, где мы осознаем, что между морскими микробами могут быть очень специфические взаимодействия», — сказал Армбраст. «Не спрашивайте меня, сколько сопоставимых взаимодействий существует.

Я понятия не имею. Я могу только представить, что есть много. И мы схватили одного из них.»

Она предсказывает, что большее количество таких взаимодействий поможет объяснить, как океанские воды становятся или остаются продуктивными, или как основа морской пищевой сети может измениться в условиях меняющегося климата.
«Многие мощные инструменты, которые изучают функции отдельных клеток, были разработаны в мире медицины», — сказал Армбраст. «Теперь, когда мы можем применить их к океану, мы начинаем отдергивать завесу над тем, как работает этот скрытый мир.»

Портал обо всем