Хищный фитопланктон — ключ к пониманию океанической экосистемы
Исследователи из Университета Гавайев в Маноа вырастили в лаборатории загадочные морские микробы из открытого океана, чтобы изучить их пищевые привычки. Работа, опубликованная в The ISME Journal, показала, что многие виды фитопланктона в коллекции не только фотосинтезируют, но и являются прожорливыми хищниками.
Фитопланктон использует солнечный свет для фотосинтеза. Однако некоторые виды, подобно венериной мухоловке, совмещают фотосинтез с поеданием добычи. Эти микроскопические одноклеточные организмы (менее 1/10 ширины человеческого волоса) плавают с помощью жгутиков, чтобы ловить бактериальную добычу. Их называют миксотрофами (от сочетания фотосинтеза и хищничества).
«Океанографы давно знают о миксотрофах, но интерес к ним резко вырос за последнее десятилетие, поскольку мы узнали, насколько они распространены и важны для экосистемы океана», — говорит Цянь Ли, ведущий автор исследования.
Культивирование фитопланктона
Основой исследования стала уникальная коллекция разнообразных миксотрофов из открытого океана, выращенных в культуре Кристофером Шварцем.
«Многие из этих видов ранее обнаруживались в морской воде молекулярными методами, но никогда не выращивались в культуре. У нас были данные о том, кто живет в океане, но не о том, что они делают», — пояснил Шварц.
Наличие этой коллекции позволило задать новые вопросы, например, о скорости поедания миксотрофами Prochlorococcus — ключевого фотосинтезирующего бактерия открытого океана.
Восполнение пробела в знаниях
До этого исследования не было прямых наблюдений, что миксотрофы поедают Prochlorococcus, и не было данных о скорости этого процесса. Цянь Ли провела масштабную экспериментальную работу, охарактеризовав десятки изолятов фитопланктона и измерив, как доступность пищи влияет на скорость их питания.
«Доктор Ли проделала впечатляющий объем тщательной экспериментальной работы. Количество охарактеризованных ею новых видов океанического фитопланктона необычайно велико, и оно показало, что разные виды миксотрофов сильно различаются по скорости питания», — отметил соавтор работы Григ Стюард.
Авторы пришли к выводу, что миксотрофы — эти крошечные хищные растения моря — очень разнообразны, многочисленны и широко распространены. В совокупности они потребляют значительную часть первичной продукции.
«Мы надеемся, что эта работа даст людям новый взгляд на то, что мы называем "фитопланктоном". В этом слове скрыта масса прекрасной сложности, и чем больше мы смотрим, тем больше интересного находим», — резюмировала Цянь Ли.