Биомолекулы раскрывают состав фитопланктона в озере
Чистая и безопасная вода озёр — важная часть финской идентичности. В последние десятилетия интерес к состоянию озёрных вод возрос. Использование земель и изменение климата создают новые вызовы для поддержания качества воды. Ожидается, что вредоносное цветение цианобактерий в будущем также станет более частым из-за эвтрофикации.
Значительные объёмы как государственных, так и частных средств вкладываются в меры по восстановлению озёр, но эти усилия не всегда дают желаемый результат.
Зоопланктон играет ключевую роль в круговороте энергии и питательных веществ
В своей докторской диссертации в Университете Йювяскюля (Финляндия) магистр наук Яакко Литманен использовал моделирование на основе биомолекул для изучения состава сообщества фитопланктона в озере Весиярви, а также рациона дафний и каляноидных копепод за семилетний период.
«Взаимодействия между сообществом фитопланктона и зоопланктоном имеют решающее значение для контроля цветения цианобактерий, — объясняет Литманен. — Биомолекулы, такие как жирные кислоты и пигменты, производимые водорослями, можно использовать в сочетании с математическими методами для моделирования состава сообщества фитопланктона и рациона зоопланктона».
Изучение пищевых привычек зоопланктона может дать новое понимание как переноса энергии, так и круговорота питательных веществ.
«Дафнии часто являются наиболее важными потребителями водорослей в озёрах, и они были тщательно изучены, — говорит Литманен. — Однако каляноидные копеподы могут быть доминирующими потребителями водорослей в течение части лета, но они были в значительной степени упущены из виду из-за сложностей их культивирования в лаборатории. Это создало пробел в нашем понимании того, как зоопланктон влияет на сообщество фитопланктона».
Новое понимание динамики пищевой сети
При мониторинге восстановительных мер и изменений окружающей среды сообщества фитопланктона часто идентифицируют с помощью микроскопии, хотя основной интерес часто заключается именно в цианобактериях.
«Медленную и дорогую микроскопическую идентификацию водорослей можно заменить анализом жирных кислот и пигментов, когда идентификация на уровне видов не требуется», — говорит Литманен.
В озере Весиярви дафнии, как правило, потребляют доступное сообщество фитопланктона без сильной избирательности, тогда как каляноидные копеподы высоко избирательны в выборе групп водорослей.
«В своей диссертации я обнаружил, что каляноидные копеподы могут значительно снижать численность высококачественных водорослей, создавая возможность для процветания низкокачественных водорослей, таких как цианобактерии, — объясняет Литманен. — Однако каляноидные копеподы также обеспечивают высококачественную пищу для рыб, смягчая более широкое воздействие низкокачественных водорослей в пищевой сети».
Рутинный мониторинг сообществ фитопланктона даёт только одну сторону истории. Другая сторона — это фитопланктон, потребляемый зоопланктоном.
«В будущем при изучении воздействия изменения климата, планировании восстановительных мер и мониторинге их эффектов следует уделять больше внимания всей пищевой сети, а не сосредотачиваться на отдельных видах», — подчёркивает Литманен.