Обратная связь
Для рифовиков:
Статья Leonard Ho в онлайн-журнале Advancedaquarist.
Перевод: Александр Тарасенко
Микроскопические водоросли, живущие внутри рифообразующих кораллов, накапливают доступный азот, хранят его избытки в кристаллической форме и затем медленно скармливают его кораллам по мере возникновения потребности в нем. К такому выводу пришли ученые, опубликовавшие свои исследования в mBio® - онлайн журнале с открытым доступом Американского Общества Микробиологии.
На протяжении уже многих лет ученым известно, что симбиотические микроорганизмы готовят азот для своих кораллов-хозяев. Но это новое исследование проливает свет на динамику процессов и показывает, что водоросли обладают способностью хранить избыточный азот – особенностью, которая помогает кораллам выжить в среде с постоянно низким содержанием азота.
«Было огромным сюрпризом узнать о кристаллах внутри водорослей, богатых содержанием азота» - говорит один из авторов исследования Андерс Мейбом из Федеральной Политехнической школы Лозанны (Швейцария). «Все это имеет огромное значение. Водоросли подобно губке впитывают аммоний и нитрат – когда концентрации этих молекул увеличиваются, затем хранят этот азот в виде кристаллов мочевой кислоты для использования в дальнейшем.»
Подобно всем рифообразующим кораллам изучаемый вид Pocillopora damicornis представляет собой симбиоз двух различных организмов: коралл, обеспечивающий защиту определенным видам фотосинтетических водорослей, именуемых динофлагеллятами, которые, в свою очередь, поставляют кораллу-хозяину сахара и азот. Этот симбиоз позволяет кораллу выживать в чистых тропических водах, которые обычно бедны содержанием азота. Однако во многих местах коралловые рифы страдают от избыточной органики – загрязнений сточными водами и удобрениями, которые воздействуют на симбиотические отношения и здоровье коралла по неизвестному сценарию.
С целью лучшего понимания таких обменных процессов и для выяснения того, как избыточные питательные вещества могут воздействовать на баланс, ученые подвергли кораллы воздействию различных концентраций азотистых соединений, маркированных изотопами.
На базе Aquarium Tropicale Porte Dorée в Париже (Франция) ученые применили относительно новую аналитическую методику, называемую нано-масштабной вторичной ионной масс-спектрометрией, – для изучения маршрута азота. Эта методика позволила исследователям визуализировать и количественно оценить потребление, движение и накопление маркированного азота внутри коралла.
На добавление азота в форме аммония, нитрата или аспарагиновой кислоты динофлагелляты реагируют быстрым накапливанием азота в виде кристаллов мочевой кислоты внутри своих клеток. Однако динофлагелляты удерживают азот на непродолжительное время. Спустя приблизительно шесть часов после добавления азота динофлагелляты начинают передавать богатые азотом соединения кораллу-хозяину, где азот используется в специфических клеточных отсеках по всей поверхности тканей коралла.
«Такие процессы накапливания и выделения помогают объяснить, как подобные кораллы выживают в условиях подъемов и падений концентраций азота» - говорит Мейбом. «Этот феномен лежит в основе очень эффективного механизма приспособления симбиоза коралла и водорослей к большим колебаниям по содержанию азота» - подчеркивает Мейбом. «Когда азот внезапно становится доступным в высоких концентрациях, водоросли могут усваивать азот в больших количествах на период до нескольких часов, сохранять его в виде кристаллов внутри собственных клеток, а затем выделять этот запасенный азот для метаболических процессов и роста – когда уровни азота возвращаются к нормальным концентрациям» - добавил Мейбом.
В развитие этой работы, Мейбом говорит, что он со своими коллегами в настоящее время занимается изучением того, как питательные вещества на основе углерода потребляются и распространяются в рамках того же самого симбиоза коралла и водорослей.
