Одноклеточные трансформеры управляют климатом

Превращение комара в 76 китов – трансформациям примерно такого масштаба подвергает себя фитопланктон, чтобы защититься от хищников. Эти метаморфозы у поверхности океана не проходят бесследно для земного климата и, судя по всему, частично снимают с человека ответственность за парниковый эффект.

Крошечный одноклеточный организм, который играет ключевую роль в углеродном цикле океанов, может оказаться намного более полезным, чем считалось до сих пор. В статье, опубликованной журналом Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи сообщают о своих наблюдениях.

Как выяснилось, широко распространённые виды морских водорослей, известные также как фитопланктон, могут изменять форму, пытаясь защититься от нападения хищников.

«Основываясь на химических сигналах, которые поступают от подвергшихся нападению соседей, одноклеточная водоросль Phaeocystis globosa увеличивает скорость формирование колоний, если это лучший способ для выживания, или подавляет формирование колоний в пользу роста единичных клеток, - рассказывает Марк Хай, профессор Технологического института Джорджии. - Поразительно, что одноклеточный организм может химически ощущать присутствие врагов, идентифицировать их потребности и менять свою жизнедеятельность согласно полученной информации».

Подобное поведение может влиять на процессы связанные с глобальным изменением климата, поскольку увеличение числа особей Phaeocystis играет ключевую роль в углеродном цикле океанов, расположенных в высоких широтах.

Эти сложные защитные механизмы также показывают, что экологические факторы могут затронуть жизнедеятельность даже таких простых организмов, отмечает Хай.

У водорослей Phaeocystis есть два главных врага – небольшие одноклеточные жгутиковые организмы (Ciliata), предпочитающие в качестве пищи единичные клетки планктона, размером четыре-шесть микрон в диаметре и относительно крупные ракообразные – копеподы, предпочитающие большие, шарообразные колонии.

Когда копеподы нападают на фитопланктон, водоросли перестают образовывать колонии, формируя единичные клетки, когда же несчастные водоросли атакуют жгутиконосцы, фотосинтетики в срочном порядке формируют колонии, которые не по зубам крошечным хищникам.

Преобразования идут в течение нескольких дней, причём они достаточно критичны – переход от одиночной клетки в колониальную структуру равносилен трансформации комара в 76 голубых китов.

Подобные защитные реакции давно замечены в мире растений, однако у одноклеточных фотосинтезирующих организмов они зафиксированы впервые. Учёные подозревает, что это только начало – они намерены искать новые примеры сложных защитных стратегий у одноклеточных водорослей.

Защитные стратегии Phaeocystis наверняка заинтересует климатологов, потому что хищник, потребляющий фитопланктон, определяет судьбу содержащегося там углерода. Если водоросли поедаются копеподами, то фекальные массы с высоким содержанием углерода опускаются на океаническое дно. Одноклеточные хищники, наоборот, оставляют продукты своей жизнедеятельности у поверхности океана, усиливая, таким образом, парниковый эффект.