Новое исследование объясняет, как микроорганизмы перемещаются в слоях воды разной плотности

Исследование Университета Британской Колумбии (UBC), опубликованное в Proceedings of the National Academy of Science, раскрыло механизмы, с помощью которых микроскопические организмы, такие как морской планктон, перемещаются через водные слои разной плотности.

Исследователи Гвинн Элфринг и Васим Шайк обнаружили, что слои плотности, создаваемые изменениями температуры или солёности, влияют на направление и скорость движения микрочастиц в жидкости.

Толкатели и тянущие

Существует два типа микроскопических пловцов — «тянущие» (pullers) и «толкающие» (pushers) — и они по-разному перемещаются в градиентах плотности.

• Тянущие создают тягу в передней части тела и выравнивают направление движения по градиенту плотности, перемещаясь параллельно ему.
• Толкающие, генерирующие тягу сзади, плывут перпендикулярно этим градиентам — проходя через слои, а не вдоль них.

Это можно сравнить с плаванием в бассейне, где верхний слой воды тёплый, а нижний — холодный. Разная плотность воды меняет способ движения организмов.

Денситаксис и миграции в океане

Исследователи назвали это явление денситаксисом — от слов «плотность» (density) и древнегреческого «taxis» (расположение).

Денситаксис помогает понять, как организмы разного размера перемещаются в своей среде. Плотность океанской воды меняется с глубиной из-за вариаций температуры и солёности, что влияет на поиск пищи, избегание хищников и миграции.

Например, некоторые организмы, такие как криль и планктон, совершают вертикальные миграции. Исследование предполагает, что «тянущим» типам может быть легче перемещаться по слоям плотности, что помогает их вертикальному движению. «Толкающие» же могут сталкиваться с большими трудностями.

Влияние изменения климата

Глобальное потепление усилило стратификацию (расслоение) плотности в океанах, сделав слои более выраженными. Это влияет на перемещение и поведение морских организмов, потенциально нарушая схемы питания и маршруты миграции.

Изучение взаимодействия микроорганизмов с градиентами плотности поможет лучше прогнозировать последствия изменения климата для морских экосистем и разрабатывать стратегии их сохранения.

Результаты также имеют практическое применение. Возможность управлять градиентами плотности может использоваться для сортировки и организации микрочастиц или организмов в лабораторных условиях, что ценно для научных исследований, медицины и промышленных процессов.