Химические экологи переводят язык моря
Химические сигналы — это основной «язык», используемый организмами океана. Морские животные и растения реагируют на другие виды и свою среду на основе этих сигналов, что можно назвать своего рода экстрасенсорным восприятием глубины.
Для большинства морских видов химические сигналы определяют, будут ли они потреблять, сражаться, убегать или спариваться с соседними существами, а также будут ли они съедены, заражены или обрастаемы естественными врагами.
Встреча с оборотнями
Фитопланктон Phaeocystis globosa, образующий цветение, химически чувствует, когда его соседей атакуют инфузории, питающиеся мелкой пищей. В ответ он меняет форму и растет в колониях, слишком больших для инфузорий. Когда же соседей атакуют веслоногие рачки (копеподы), питающиеся крупной пищей, Phaeocystis globosa подавляет образование колоний и растет в виде одиночных клеток, слишком мелких для копепод.
Эти изменения могут влиять на поток энергии, круговорот питательных веществ и процессы секвестрации углерода в море.
Поиск пищи: только молекулы в качестве подсказок
Трубконосые морские птицы (буревестники, альбатросы и др.) используют химический сигнал для отслеживания высокопродуктивных районов открытого моря, где они кормятся. Они реагируют на присутствие диметилсульфида (DMS), который образуется, когда зоопланктон питается цветущим фитопланктоном и выделяет это вещество.
В масштабах тысяч квадратных километров DMS может функционировать как обонятельный ландшафт, указывая на области океана, где скапливаются фито- и зоопланктон.
Химические сигналы: от океанов к здоровью человека
Чтобы понять роль химических сигналов в морских экосистемах и, возможно, в здоровье человека, ученые изучают морские организмы и то, как они производят и используют свой химический арсенал.
Понимание веществ, которые «скрывают» водоросли и другие виды, может позволить адаптировать эти соединения для борьбы с патогенными микробами, ВИЧ, раком и другими болезнями человека.
В рамках проекта, поддержанного NSF и софинансируемого программой International Cooperative Biodiversity Group Национальных институтов здравоохранения (NIH), ученые проанализировали соединения более чем 800 видов в водах вокруг островов Фиджи.
Один из видов-лидеров в исследованиях — красная водоросль Callophycus serratus. Она успешно борется с инфекциями: химические экстракты из нее отталкивают болезнетворные микробы. Эти соединения относятся к крупнейшим группам химических защитных средств водорослей против грибков, обнаруженных на сегодня.
Callophycus serratus производит по меньшей мере 28 биологически активных соединений. Ученые обнаружили, что она содержит бромофиколиды — химические вещества, показавшие перспективу в качестве новых методов лечения инфекционных заболеваний.
Расшифровка химического «языка» морских организмов дает более глубокое понимание морских экосистем и улучшает нашу способность разумно управлять этими природными ресурсами.