Планктон адаптирует химию клеточных мембран к температуре, питательным веществам и свету в мировом океане
Планктон, являясь основой морских экосистем, играет ключевую роль в океане, поддерживая пищевые сети и регулируя климат Земли, запасая углерод. Новое глобальное исследование, которое будет опубликовано 23 мая 2025 года в журнале Science Advances, показывает, как эти адаптации происходят в реальном океане.
Учёные из MARUM (Центр морских исследований окружающей среды Бременского университета) и Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) повторно проанализировали обширные наборы данных о крупномасштабном распределении липидов планктона в океане, первоначально опубликованные WHOI в 2022 году. Всего было обработано более 200 ГБ данных масс-спектрометрии, включающих липидные профили — ключевые компоненты клеточных мембран — из 930 проб, собранных в Атлантическом, Тихом и Северном Ледовитом океанах на глубинах от поверхности до 400 метров.
В отличие от традиционных подходов, фокусирующихся только на известных молекулах, в этом исследовании с помощью сетевого анализа были также учтены неизвестные липиды. Такой подход позволил получить более полную и менее предвзятую картину липидного разнообразия морского планктона.
Анализ показал, что липидные профили планктона тесно связаны с окружающей средой:
- Наибольшее липидное разнообразие было обнаружено в холодных полярных и субполярных океанах, где планктон использует более широкий спектр стратегий (например, укорочение цепей жирных кислот) для поддержания текучести клеточных мембран.
- В тёплых открытых океанах наблюдались сдвиги в распределении липидов, вероятно, отражающие адаптацию к низкой доступности питательных веществ.
- В более глубоких водах этих регионов планктон увеличивал производство ненасыщенных жирных кислот — стратегия, которая может быть ответом на условия низкой освещённости.
Это исследование демонстрирует, как сочетание экологической липидомики и науки о данных позволяет раскрыть механизмы адаптации планктона, предлагая новое понимание функционирования морских экосистем.