Как фитопланктон правит океанами

Фотосинтез — уникальный биологический процесс, позволивший растениям и фитопланктону заселить сушу и море соответственно. Хотя механизмы фотосинтеза у растений хорошо изучены, как этот процесс развился у фитопланктона, учёные только начинают выяснять.

Исследователи из нескольких лабораторий (CNRS/CEA/UGA/Inra и др.) в сотрудничестве с учёными из ряда стран предложили структурную модель фотосинтетического процесса у фитопланктона на основе изучения диатомовой водоросли Phaeodactylum tricornutum. Результаты опубликованы в Nature Communications 20 июня 2017 года.

Фотосинтез преобразует световую энергию в химическую с помощью двух миниатюрных фотохимических «электростанций»: фотосистемы I (PSI) и фотосистемы II (PSII). Для эффективности их необходимо разделять, чтобы избежать «короткого замыкания». У растений фотосистемы разделены структурами, которых, как казалось, нет у фитопланктона. Тогда как фитопланктон отвечает за половину всего фотосинтеза на планете?

Адаптировав методы высокоразрешающей клеточной визуализации для Phaeodactylum tricornutum, исследователи создали 3D-модель фотосинтетического аппарата диатомей. Они обнаружили микроскопические субдомены, которые, как и у растений, разделяют две фотосистемы для повышения эффективности.

Эти результаты объясняют, почему диатомеи производят около 20% всего кислорода на Земле и процветают в океанах уже около 100 миллионов лет.

Учёные продолжают развивать свою 3D-модель, чтобы понять, как эти одноклеточные организмы могут адаптироваться к последствиям изменения климата.