Обнаружена новая группа водорослей, обитающих в пресной и морской воде

Биологи открыли совершенно новую группу водорослей, обитающих в различных морских и пресноводных средах. Эту группу, названную исследователями «рапемонады», отличает ДНК, кардинально отличающаяся от ДНК других известных водорослей. Например, люди и грибы более близки друг другу, чем рапемонады к некоторым распространённым водорослям (например, зелёным). На основе анализа ДНК учёные полагают, что открыли не просто новый вид или род, а потенциально крупную и новую группу микроорганизмов.

Рапемонады были обнаружены в широком спектре местообитаний, в пресной и солёной воде, при температурах от 52 до 79 градусов по Фаренгейту. По словам соавтора исследования Себастьяна Судека, «Исходя из имеющихся данных, можно сказать, что рапемонады, вероятно, распространены во многих океанах мира. Мы не знаем, насколько они обычны в пресной воде, но наши образцы были взяты не из необычных источников — они были из небольших озёр и водохранилищ».

Исследователи из MBARI и их коллеги из Университета Далхаузи и Лондонского музея естественной истории обнаружили эти микроскопические водоросли, изучив неожиданную последовательность ДНК, упомянутую в научной статье конца 1990-х годов. Группу назвали «рапемонады» в честь Майкла Раппе, первого автора той статьи.

Команда разработала два разных ДНК-«зонда» для обнаружения необычных последовательностей. С их помощью были проанализированы образцы из северо-восточной части Тихого океана, Северной Атлантики, Саргассова моря, Флоридского пролива и нескольких пресноводных локаций. К удивлению учёных, свидетельства присутствия микроорганизмов с искомой ДНК были найдены во всех пяти местах.

Хотя рапемонады были довольно редки во многих образцах, при определённых условиях их численность резко возрастает. Например, относительно высокие концентрации были зафиксированы в пробах из Саргассова моря у Бермуд поздней зимой.

По мнению Судека, ранее эти, по-видимому, широко распространённые водоросли не обнаруживали из-за их размера: «Они слишком малы для тех, кто изучает крупные водоросли вроде диатомей, но могут отфильтровываться исследователями, работающими с очень мелкими водорослями — пикопланктоном».

Несмотря на доказательства присутствия по ДНК, визуализировать микроорганизмы сначала не удавалось. Однако, присоединив флуоресцентные соединения к новым ДНК-зондам и применив их к целым клеткам водорослей, Ынсу Ким из Далхаузи смогла заставить части рапемонад светиться зеленоватым светом. Это позволило увидеть отдельные клетки под микроскопом.

Свечение выделило хлоропласты рапемонад, содержащие уникальную последовательность ДНК. Поскольку все обнаруженные рапемонады содержат хлоропласты, исследователи полагают, что они «зарабатывают на жизнь» фотосинтезом. Однако, как отмечает руководитель исследования Александра Ворден, функциональность этих хлоропластов ещё предстоит доказать.

Одна из главных целей работы лаборатории Ворден — изучение морских водорослей в контексте их среды. Такой подход, по её мнению, необходим для понимания того, как рапемонады и другие микроорганизмы влияют на крупномасштабные процессы в океане и атмосфере.

«Существует огромная потребность в понимании биогеохимических циклов. Морские водоросли — ключевые игроки в этих циклах, они поглощают углекислый газ из атмосферы и выделяют кислород, которым мы дышим. Пока у нас не будет полной переписи морских водорослей и понимания того, как процветает каждая группа, будет очень сложно моделировать глобальные биогеохимические циклы. Такое моделирование необходимо для прогнозирования того, как изменение климата повлияет на жизнь на Земле».