Учёные обнаружили термоустойчивый штамм сахарной водоросли
Как и большинство водной растительности, водоросли негативно страдают от изменения климата. Потепление океана привело к сокращению сезонов роста и сбора урожая, в том числе для сахарной водоросли — одного из наиболее часто культивируемых видов. Потеря популяций водорослей может серьёзно повлиять на экосистемы и растущий спрос на устойчивое производство пищи, кормов, удобрений, лекарств и косметики.
Чтобы дать водорослям шанс в борьбе с изменением климата, учёные из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) идентифицировали виды водорослей с естественной адаптацией к теплу. В новом исследовании, опубликованном в Journal of Applied Phycology, эксперты WHOI определили новые штаммы, которые могут оказаться более устойчивыми в тёплых водах.
Исследование термоустойчивости
Исследователи сначала оценили термоустойчивость гаметофитов водорослей — микроскопических мужских и женских стадий, которые оплодотворяются и производят слоевища (листы). Гаметофиты были выделены из 14 различных популяций, собранных в прибрежных водах между Нью-Йорком и Мэном. Перед тестированием их устойчивости к температурам до 24°C (75°F) они выращивались в лабораторных условиях 4,5 года до второго этапа исследований.
На втором этапе более термоустойчивые гаметофиты скрещивали с другими термоустойчивыми штаммами. Одновременно скрещивали штаммы с более низкой термоустойчивостью. Затем исследователи протестировали термоустойчивость их потомства (слоевищ водорослей) в контролируемой среде.
Результаты и значение
«Существует генетическое разнообразие среди популяций сахарной водоросли, поэтому вероятно, что некоторые водоросли уже имеют полезные адаптации к более высоким температурам», — сказала Сара Гонсалес, приглашённый исследователь в WHOI и ведущий автор исследования.
«Мы обнаружили, что когда мы скрещивали гаметофиты, идентифицированные как термоустойчивые, они производили слоевища, которые лучше росли в условиях теплового стресса по сравнению с потомством нетермоустойчивых гаметофитов. Это важный шаг к пониманию того, как выводить термоустойчивые водоросли, и к помощи фермерам в повышении надёжности урожаев в условиях потепления океана».
Фокус на регионе и роль водорослей
Область исследования была сосредоточена на штаммах, найденных на северо-востоке США, где популяции водорослей сокращаются, а в некоторых случаях перестали расти. Это особенно важно в заливе Мэн — самом быстро нагревающемся водоёме в мире.
Продуктивные фермы водорослей здесь играют роль в борьбе с глобальным потеплением, выступая в качестве поглотителя углерода, забирая углекислый газ из океана. Водоросли также могут повышать уровень pH в непосредственном окружении и поставлять кислород, помогая смягчать локальные эффекты окисления океана.
«Водоросли невероятно универсальны. Их также можно преобразовать в новые источники топлива, и они потенциально могут сократить выбросы парниковых газов и нашу зависимость от ископаемого топлива», — сказал Скотт Линделл из WHOI, соавтор исследования.
«В более жарком и сухом мире будущего будет трудно найти лучший ресурс для биотоплива, чем культивируемые водоросли. Это исследование позволяет нам ускорить селекцию термоустойчивых штаммов водорослей, помогая поддерживать отрасль».
Будущие исследования
«Будущие исследования могут определить, передаёт ли один из родителей-водорослей больше термоустойчивости своему потомству, — продолжил Линделл. — Более крупная выборка и дальнейшая работа также могут показать, какая часть генов водорослей связана с термоустойчивостью».