Диатомовые водоросли могут «чувствовать запах» камней и двигаться к источнику кремния

Диатомовые водоросли — одноклеточные водоросли, широко распространённые в водоёмах. Они являются ключевым компонентом морского фитопланктона, основой пищевой цепи и производят около пятой части атмосферного кислорода.

Исследование под руководством профессора Георга Понерта из Йенского университета (Германия), опубликованное в Nature Communications, показало, что эти микроскопические водоросли способны не только обнаруживать растворённые силикатные минералы в воде, но и активно перемещаться в зоны с их высокой концентрацией.

Зачем им это нужно?

Диатомеям необходим кремний для построения своих прочных минеральных клеточных стенок, которые состоят из двух частей, как картонная коробка с крышкой. При делении клетки каждая дочерняя клетка получает одну половину «коробки» и должна достроить недостающую крышку, для чего ищет строительный материал в окружающей среде.

Эксперимент: «обед» под микроскопом

Учёные из Йены и Гентского университета (Бельгия) наблюдали под микроскопом диатомею Seminavis robusta. Видеозапись показала, что при добавлении в среду гранулы, содержащей силикат, водоросли, растущие в биоплёнке на поверхности, начинают совершать возвратно-поступательные движения, целенаправленно приближаясь к источнику питательного вещества со скоростью до 2 микрометров в секунду. Это доказывает, что диатомовые биоплёнки находятся в постоянном движении.

«Запах» камня и механизм избегания

Исследователи установили, что водорослей привлекает именно «запах» силиката. Когда его заменили на структурно схожий, но токсичный для водорослей германий, организмы стали удаляться от источника.

Перспективы применения

Хотя это фундаментальное исследование, понимание механизмов, которые заставляют водоросли заселять или избегать определённые поверхности, может иметь практическое значение. В будущем это знание можно использовать для создания материалов, устойчивых к обрастанию водорослями, например, для корпусов судов или водопроводных труб.