Отслеживание источников пищи в морских экосистемах

Международная группа учёных, включая специалистов из кильского кластера передовых исследований «Будущее океана», разработала новый метод, основанный на стабильных изотопах. Он позволяет отследить происхождение одного из важнейших для жизни соединений — аминокислот белка — до их первоначального источника. Результаты опубликованы в журналах PLOS ONE и ESA Ecology.

Суть метода

• Все формы жизни оставляют уникальные «отпечатки пальцев» в аминокислотах в процессе биосинтеза.
• Эти отпечатки, основанные на естественных вариациях изотопов, позволяют впервые различать происхождение аминокислот из водорослей, бактерий, грибов или растений, анализируя образцы тканей.
• Метод требует очень малого количества образца и даёт возможность определить, чем питалось животное, без прямого наблюдения или изучения содержимого желудка.

Практическое применение: изучение зелёных черепах

Новый метод был использован в исследовании Университета Гавайев, посвящённом питанию зелёных черепах (Chelonia mydas) в центральной части Тихого океана.

• Известные факты: Молодые особи обитают в пелагической зоне (открытый океан), а взрослые перемещаются в прибрежные районы. Рацион различается: в прибрежной зоне черепахи питаются растениями (макроводоросли), а в пелагической — животной пищей (медузы).
• Новые данные: Метод «отпечатков» показал, что миграция и питание этих черепах сложнее, чем считалось.

Ключевое открытие: роль микробиома

Исследование впервые выявило неизвестный аспект питания черепах:

• Микробы, живущие в кишечнике черепах, синтезируют незаменимые аминокислоты и передают их хозяину.
• Такая микробная «добавка» получается только у черепах, питающихся растительной пищей. Похоже, микробы, ответственные за ферментацию трудноусвояемой пищи, также помогают компенсировать пищевую недостаточность низкокачественного рациона.
• Этот микробный вклад оставляет чёткий изотопный отпечаток, который с высокой точностью показывает, переходила ли взрослая черепаха недавно между прибрежными и пелагическими местообитаниями.

Значение исследования

Метод изотопного «отпечатка» открывает потенциал не только для изучения сложных взаимоотношений хозяина и его кишечной микрофлоры, но и для лучшего понимания пищевых привычек и требований к среде обитания морских видов.