Екипът на Aresearch успява да съживи спящи стадии на водорасли, потънали на дъното на Балтийско море преди почти 7000 години.
Спящият режим позволява на много организми – от бактерии до бозайници – да оцелеят при тежки условия, като намаляват метаболитната активност и образуват защитни структури с натрупана енергия.
Фитопланктонът – микроскопични водни растения – потъва на морското дъно в това състояние, където седиментите го запазват при аноксични условия.
Сара Болиус, експерт по фитопланктон в IOW и водещ автор на изследването, публикувано в The ISME Journal, провежда проучването като част от съвместния проект PHYTOARK, анализирайки седиментни ядра от Балтийско море, за да идентифицира жизнеспособни спящи фитопланктонни клетки от миналото.
Болиус обяснява още, че този метод, известен като екология на възкресението, включва съживяване на спящи фитопланктонни стадии от определени периоди в историята на Балтийско море.
Седиментите на Балтийско море са ключ към древни екосистеми
Чрез внимателно идентифициране на тези стадии в слоевете на стратифицираните седименти и реактивирането им при благоприятни условия изследователите могат да анализират техните генетични и физиологични характеристики и да ги сравнят с днешните популации фитопланктон.
Като изследват компонентите на седиментите, известни като проксита, изследователите могат да направят извод за минали условия на соленост, нива на кислород и температура.
Комбинирането на тези данни с генетични и функционални анализи на възродения фитопланктон ще помогне да се разкрие как и защо тези организми са се адаптирали към промените в околната среда в Балтийско море.
Екипът установява още, че жизнеспособните водорасли могат да бъдат възстановени от покой при благоприятни хранителни и светлинни условия.
Изследователите, включващи експерти от IOW и университетите в Рощок и Констанц, анализират седиментни ядра, събрани от дълбочина 240 метра в Източната дълбочина на Готланд по време на експедиция през 2021 г. на борда на изследователския кораб Elisabeth Mann Borgese.
Праисторическите водорасли фотосинтезират точно като съвременните видове
Спящите водорасли са успешно събудени от девет седиментни проби, всяка взета от различни слоеве, представляващи приблизително 7000 години от историята на климата на Балтийско море.
„Такива находища са като капсула на времето, съдържаща ценна информация за минали екосистеми и обитаващите ги биологични общности, за развитието на популациите им и генетичните промени“, обяснява Болиус.
Видът диатомея Skeletonema marinoi е единственият фитопланктон, който успешно е възроден от всички проби. Той е често срещан вид в Балтийско море и обикновено се появява по време на пролетния цъфтеж. Най-старите възстановени жизнеспособни клетки са датирани на приблизително 6 871 ± 140 години.
Забележително е, че възстановените водорасли не просто оцеляват, а запазват пълната си биологична функция. Те продължават да растат, да се делят и да фотосинтезират също като съвременните си събратя, без да показват видима загуба на жизненост.
Клетките от приблизително 7000-годишния седиментен слой показват стабилност по време на култивирането, със средна скорост на растеж от около 0,31 клетъчни деления на ден – подобна на скоростта на растеж на съвременните щамове S. marinoi.
Измерванията на фотосинтетичната ефективност показват, че дори най-старите изолати на водорасли все още могат да произвеждат кислород, като средната стойност е 184 микромола кислород на милиграм хлорофил на час – стойности, сравними с тези на съвременните представители на вида.
„Фактът, че действително успяхме да реактивираме такива стари водорасли от покой, е важна първа стъпка в по-нататъшното развитие на инструмента „Екология на възкресението“ в Балтийско море. Това означава, че вече е възможно да се провеждат „експерименти със скок във времето“ в различни етапи от развитието на Балтийско море в лабораторни условия“, добавя Болиус.
Източник: InterestingEngineering
