Симбиоз водорослей может пролить свет на темный океан

Новое исследование выявило неожиданный поворот в симбиотических отношениях между одним из видов саламандр и водорослью, живущей внутри её икринок. Статья в Frontiers in Microbiology сообщает, что эмбрионы конкурируют с водорослями за усвоение углерода из окружающей среды. Это открытие может прояснить схожие процессы в темных глубинах океана.

Растения и животные иногда вступают в симбиоз, выгодный обеим сторонам, как кораллы и живущие в них водоросли. Изначально учёные полагали, что икринки саламандры и водоросли обмениваются сахарами. Однако лабораторные эксперименты молекулярного биолога Джона Бернса и его коллег показали, что это не так.

"Прямые ассоциации водорослей с позвоночными животными редки, и один из главных вопросов — почему этот симбиоз вообще существует", — сказал Бернс. "Изучение химического диалога между водорослями и эмбрионами саламандры важно для понимания их отношений и последствий для других симбиозов".

Водоросли и растения удаляют CO₂ из окружающей среды для синтеза необходимых молекул. Животные также усваивают ("фиксируют") небольшое количество углерода для биохимических процессов — включая, как обнаружили исследователи, эмбрионов пятнистой саламандры.

Бернс считает, что эта способность может быть "коротким путём", повышающим эффективность биохимических процессов у эмбрионов. Углерод — ключевой элемент этих процессов, и возможность быстро включить дополнительный атом углерода может дать эволюционное преимущество.

"Современные исследования часто не учитывают, что животные могут фиксировать небольшие количества углерода", — отметил Бернс. "Понимание того, что растения и животные могут конкурировать за углерод, — ключ к пониманию того, что на самом деле происходит в этих симбиотических отношениях".

В отличие от водорослей, которым для фиксации углерода нужен свет, эмбрионам саламандры свет не требуется. Бернс полагает, что процессы в икринках могут быть аналогичны тем, что происходят у некоторых морских микробов, и могут служить полезной моделью для изучения часто упускаемого из виду типа фиксации углерода.

Предыдущие исследования показали, что фиксация углерода в океане продолжается даже в темноте ночи и на глубине, куда не проникает солнечный свет. Однако её глобальное влияние остаётся неясным.

"Изучение этого химического диалога может рассказать нам об участниках "темной" фиксации углерода и помочь начать понимать масштабы этого эффекта для глобального океана", — сказал Бернс. "Это исследование микроскопического мира внутри икринки саламандры может побудить нас задать новые вопросы о влиянии конкуренции за неорганический углерод, особенно во время симбиозов, на целые пищевые сети".