Исследователям удалось оживить водоросли, находившиеся в спящем состоянии на дне Балтийского моря около 7 000 лет.
Многие организмы, от бактерий до млекопитающих, способны выживать в экстремальных условиях, переходя в состояние покоя. В этом состоянии их метаболическая активность значительно снижается, а защитные структуры накапливают запасы энергии. Фитопланктон, микроскопические водные растения, могут опускаться на морское дно и сохраняться в осадочных слоях благодаря бескислородной среде.
Группа исследователей под руководством Сары Болус, специалиста по фитопланктону из Института океанологии (IOW), провела анализ кернов донных отложений Балтийского моря. Исследователи использовали методику, известную как "экология возрождения", позволяющую оживлять древние формы фитопланктона.
Подводная "капсула времени"
По словам Болус, слои осадков Балтийского моря представляют собой своеобразную "капсулу времени", содержащую ценные сведения о древних экосистемах. Анализируя их состав, учёные могут делать выводы о солёности, уровне кислорода и температуре воды в разные периоды прошлого. Возрождение древних водорослей позволяет также сравнивать их генетические и физиологические особенности с современными популяциями.
В ходе исследований специалисты из IOW, а также университетов Ростока и Констанца, извлекли осадочные керны с глубины 240 метров в Восточной Готландской впадине во время экспедиции 2021 года на научно-исследовательском судне Elisabeth Mann Borgese. В девяти образцах, представляющих различные исторические периоды, удалось обнаружить и оживить фитопланктон, сохранивший способность к фотосинтезу.
Единственным видом, успешно возрождённым во всех образцах, оказались диатомовые водоросли Skeletonema marinoi. Эти водоросли, широко распространённые в Балтийском море, обычно появляются весной в период цветения. Самые старые клетки, восстановленные исследователями, датируются примерно 6 871 ± 140 лет назад.
Примечательно, что оживлённые водоросли не только выжили, но и сохранили все функции, характерные для современных представителей вида. Они продолжали расти, делиться и осуществлять фотосинтез. Средняя скорость их роста составила около 0,31 деления клеток в день — показатель, аналогичный современным штаммам Skeletonema marinoi.
Замеры фотосинтетической активности показали, что даже древние образцы способны вырабатывать кислород, демонстрируя продуктивность на уровне 184 микромолей кислорода на миллиграмм хлорофилла в час, что сопоставимо с современными водорослями.
"То, что нам удалось пробудить такие древние водоросли, является важным шагом в развитии метода 'экологии возрождения' для Балтийского моря", — отметила Болус. Она подчеркнула, что теперь возможно проводить лабораторные эксперименты, моделирующие различные этапы развития экосистемы Балтийского моря, что позволит лучше понять механизмы адаптации водорослей к изменяющимся условиям окружающей среды.
Работа опубликована в научном журнале The ISME Journal.
