Студентка обнаружила неожиданное разнообразие ключевых речных микроорганизмов

В течение года студентка-биохимик Кайли Бревик еженедельно отбирала пробы воды в двух точках на реках Уилламетт и Колумбия. Её независимый исследовательский проект поддержала программа BUILD EXITO Портлендского государственного университета (PSU).

В ходе работы Кайли обнаружила несколько различных популяций водных микроорганизмов — пикофитопланктона. Эти фотосинтезирующие организмы, осуществляющие фиксацию углерода, хорошо изучены в озёрах и океанах, но до сих пор — не в реках.

«Мы много знаем об этих клетках в озёрных системах и в океане. Но мы не так много знаем об их динамике в речных системах. И уж точно не в местных речных системах здесь», — сказала Энн Томпсон, руководитель Лаборатории микробной экологии PSU.

Открытие Кайли — значительное достижение для студента бакалавриата и может привести к научной публикации. Она представила свою работу на симпозиуме летних исследований PSU 21 сентября.

«Фито- и пикопланктон в воде делают то же, что растения на суше. Они улавливают энергию солнца и преобразуют её в биомассу, которая кормит всех животных. Они также ответственны за преобразование углерода из воздуха в углерод, который мы можем удерживать и трогать. И если думать глобально, фитопланктон выполняет большую часть этой работы на Земле. Поскольку они играют такую жизненно важную роль, нам действительно необходимо знать их чувствительность. Как они меняются? Какова их генетическое разнообразие? Как меняется их функция при изменении экосистемы?» — сказала Томпсон.

Кайли задокументировала несколько различных популяций пикофитопланктона в обеих реках и выявила, как каждая популяция выполняет немного разные функции, используя разные длины волн солнечного света для поддержания циклов питательных веществ и фиксации углерода.

Уникальность её набора данных — в еженедельном отборе проб в течение года. Она связала данные о фитопланктоне с общедоступными экологическими данными Геологической службы США (USGS), которые собираются на постоянных станциях мониторинга на этих реках (температура, мутность, скорость течения, содержание питательных веществ).

Кайли, разработавшая проект под руководством Томпсона, особенно интересовалась реакцией пикофитопланктона на меняющиеся условия во времени.

«Мы могли бы просто взять пару проб из реки и увидеть, что там много разных типов пикофитопланктона, и это само по себе было бы очень интересно. Но Кайли провела это постоянное временное исследование и смогла показать, что у них разная чувствительность. Это может помочь нам разработать численные модели, чтобы понять систему и предсказать, как она изменится, например, из-за загрязнения, токсичного цветения цианобактерий или изменения температуры — например, Кайли отбирала пробы во время волны жары этим летом. И именно она была движущей силой этого обязательства по сбору временного ряда», — сказала Томпсон.