Массивные шары водорослей «маримо» под угрозой смертельного зимнего солнечного ожога

Изменение климата может привести к чрезмерному воздействию солнечного света на редкие подводные шары водорослей «маримо» зимой и их гибели, согласно новому исследованию Токийского университета. Маримо — это живые пушистые шары зелёных водорослей. Крупнейшие в мире маримо находятся в озере Акан на Хоккайдо, самом северном острове Японии.

Здесь они защищены от избытка зимнего солнечного света толстым слоем льда и снега, но лёд истончается из-за глобального потепления. Исследователи обнаружили, что водоросли могут выживать при ярком свете до четырёх часов и восстанавливаться, если затем их поместить под умеренный свет на 30 минут. Однако водоросли погибали при воздействии яркого света в течение шести часов и более. Команда надеется, что это открытие подчеркнёт угрозу изменения климата для этого исчезающего вида и настоятельную необходимость защиты его среды обитания.

Маримо — это пушистые, упругие зелёные шары подводных водорослей Aegagropila linnaei, которые естественным образом формируются, когда плавающие нити водорослей сбиваются в комок благодаря лёгкому волновому движению воды в озере. Они встречаются лишь в нескольких странах, а самые крупные маримо в озере Акан могут достигать 30 сантиметров в диаметре. Однако маримо — исчезающий вид, и их численность в мире в целом сокращается.

Сокращение численности маримо обычно связывают с деятельностью человека, изменяющей или загрязняющей пресноводные озёра, в которых они обитают. Однако мало исследований посвящено влиянию изменения доступа к солнечному свету.

«Мы знаем, что маримо могут выживать при ярком солнечном свете в тёплой летней воде, но фотосинтетические свойства маримо при низких зимних температурах не изучались, и это нас заинтересовало», — пояснил доцент-проектировщик Масару Коно с естественнонаучного факультета Токийского университета.

Коно и команда посетили залив Чуруи озера Акан зимой, чтобы измерить температуру и интенсивность света под водой — как при ледяном покрове, так и без него. Они также собрали несколько шаров маримо размером с ядро для толкания (10–15 см).

В лаборатории в Токио команда воссоздала условия, используя лотки со льдом и белые светодиодные лампы. Нить водорослей из шаров маримо тестировали на нормальную способность к фотосинтезу, а затем помещали в контейнеры со льдом под искусственным светом разной интенсивности и продолжительности.

«Мы продемонстрировали новое открытие: повреждённые клетки маримо могут восстанавливаться даже после воздействия смоделированного яркого дневного света до четырёх часов при низких температурах (2–4 градуса Цельсия), если затем следует воздействие умеренного света всего в течение 30 минут. Этот умеренный свет оказывал восстановительный эффект, который не происходил в темноте. Однако при воздействии яркого дневного света в течение шести часов и более определённые клетки, участвующие в фотосинтезе, повреждались, и водоросли погибали, даже после обработки умеренным светом», — объяснил Коно.

«Эти результаты позволяют предположить, что фотоингибирование (неспособность к фотосинтезу из-за повреждения клеток) станет серьёзной угрозой для маримо в озере Акан, которое получает более 10 часов солнечного света в день зимой, если глобальное потепление продолжится и ледяной покров сократится».

Далее команда хочет выяснить, что произойдёт с целыми шарами маримо, и будет ли результат таким же, как с отдельными нитями.

«В настоящем исследовании мы использовали отдельные нитевидные клетки, поэтому не учитывали эффекты сферической структуры маримо и того, как она может защищать от воздействия яркого света. Однако если повреждение поверхностных клеток усиливается при более длительном воздействии прямого солнечного света, в крайнем случае это может повлиять на поддержание их круглой формы и привести к исчезновению гигантских маримо. Поэтому нам необходимо постоянно следить за условиями в озере Акан в будущем», — сказал Коно.

Коно надеется, что это исследование поможет как местным, так и национальным властям понять настоятельную необходимость защиты уникальных японских маримо и их среды обитания. «Мы также надеемся, что это станет поводом для всех людей серьёзно задуматься о последствиях глобального потепления», — добавил он.

Исследование опубликовано в журнале International Journal of Molecular Sciences.