Биологи выяснили, как микробы останавливают цветение воды
Слишком бурный рост водорослей вреден для водных экосистем. Однако он может остановиться так же внезапно, как начался. Бактерии, которые прежде мирно уживались с планктоном, начинают его атаковать и быстро уничтожают. Ученым удалось определить вещество, которое запускает такое нападение. Возможно, его можно будет использовать для борьбы с цветением водоемов.
Одноклеточные водоросли Emiliania huxleyi живут в тесном сообществе с разнообразными бактериями. Обычно их отношения можно назвать дружественными: фотосинтезирующие водоросли делятся с микробами частью питательных веществ, а те взамен поставляют полезные им соединения. Например, родобактерии дают витамин В, который планктонные водоросли не способны производить самостоятельно. Но в неблагоприятных обстоятельствах микробы легко «изменяют» своим партнерам: как только пищи становится недостаточно, родобактерии уничтожают E. huxleyi.
Подобные хрупкие отношения — не редкость в природе, они существуют и в нашем кишечнике. А для водных экосистем переход бактерий от мира к войне может быть даже полезен, поскольку он способен положить конец чересчур бурному цветению водоемов из-за разросшихся водорослей. Однако когда именно и почему микробы меняют свой «настрой», до сих пор было неизвестно. Этому вопросу посвящена новая работа ученых из израильского Института Вейцмана, статья которых опубликована в журнале eLife.
Во время долгих экспериментов Асаф Варди (Assaf Vardi) и его коллеги подвергали родобактерий Sulfitobacter D7 воздействию различных веществ, которые выделяют E. huxleyi в тех или иных обстоятельствах — как во время нормального роста, так и в угнетенном состоянии. Микробиологи отслеживали активность различных генов в ответ на то или иное соединение. Работа показала, что к «воинственному настрою» бактерий подталкивает диметилсульфонпропионат (DMSP), который по мере старения водоросли выделяют все больше.
При накоплении DMSP активность ДНК микробов менялась, и они переходили к питанию водорослями. А вот присутствие в среде бензоатов, напротив, «успокаивало» микробов; это вещество бактерии способны потреблять напрямую. Именно баланс этих соединений, по-видимому, регулирует процессы цветения водоемов. Возможно, что в будущем DMSP позволит бороться с этим явлением, наносящим серьезный вред местным экосистемам. Напомним, согласно одной из гипотез, именно с аномальным цветением водорослей могло быть связано Великое пермское вымирание.
