Массивные водоросли «маримо» рискуют получить смертельные зимние солнечные ожоги

Согласно новому исследованию Токийского университета, изменение климата может привести к чрезмерному воздействию солнечных лучей на редкие подводные водоросли «маримо», что приведет к их гибели. Маримо — это живые пушистые шарики зеленых водорослей. Самый большой в мире маримо обитает в озере Акан на Хоккайдо, главном северном острове Японии.

Здесь они защищены от слишком большого количества зимнего солнечного света толстым слоем льда и снега, но лед истончается из-за глобального потепления. Исследователи обнаружили, что водоросли могут выживать при ярком свете до четырех часов и восстанавливаться, если затем поместить их под умеренный свет на 30 минут. Однако водоросли погибли при воздействии яркого света в течение шести и более часов. Команда надеется, что это открытие подчеркнет угрозу изменения климата для этих исчезающих видов и настоятельную необходимость защиты их среды обитания.

У некоторых людей есть домашние кошки, у других есть камни, но как насчет домашних водорослей? Маримо — это пушистые, мягкие зеленые шарики подводных водорослей, которые стали популярны среди туристов, любителей природы и владельцев аквариумов. Они варьируются в размерах от горошины до баскетбольного мяча и образуются естественным образом, когда плавающие нити водорослей Aegagropila linnaei соединяются вместе в результате мягкого перекатывающегося движения озерной воды.

Они встречаются только в нескольких странах, а самый крупный маримо, найденный в озере Акан, может достигать 30 сантиметров в диаметре. В Японии они настолько популярны, что у них есть свой ежегодный фестиваль, товары и даже талисман. Однако маримо являются вымирающим видом, и их численность во всем мире, как правило, сокращается.

Маримо полагаются на питательные вещества и фотосинтез, чтобы выжить. Их упадок обычно объясняется вмешательством человека, изменяющим или загрязняющим пресноводные озера, в которых они живут. Однако исследований влияния изменения доступа к солнечному свету не проводилось.

«Мы знаем, что маримо может выживать при ярком солнечном свете в теплых летних водах, но фотосинтетические свойства маримо при низких зимних температурах не изучались, поэтому мы были очарованы этим моментом», — сказал доцент проекта Масару Коно из Высшей школы наук. в Токийском университете. «Мы хотели выяснить, могут ли маримо переносить это и как они реагируют на низкую температуру и высокую интенсивность света».

Коно и его команда посетили бухту Чуруи на озере Акан зимой, чтобы измерить температуру и интенсивность света под водой как со льдом, так и без него. Сначала они просверлили небольшую лунку во льду в 80 метрах от берега, а затем вырезали большой квадрат размером 2,5 на 2,5 метра, чтобы снимать показания. Они также тщательно собрали вручную несколько мячей маримо размером с толкание ядра (10–15 см).

Вернувшись в Токио, команда воссоздала условия окружающей среды, используя лотки со льдом, сделанные с помощью льдогенератора и белых светодиодных ламп. Нити водорослей удаляли из шариков маримо и тестировали на их нормальную способность к фотосинтезу. Затем их поместили в контейнеры во лед под искусственным светом, который регулировали так, чтобы светить с разной интенсивностью в разные периоды времени.

«Мы продемонстрировали новые данные о том, что поврежденные клетки маримо могут восстанавливаться даже после воздействия имитации яркого дневного света в течение четырех часов при низких температурах (2–4 градуса Цельсия) с последующим умеренным воздействием света в течение всего 30 минут. свет имел восстанавливающий эффект, которого не было в темноте. Однако при ярком дневном свете в течение шести и более часов некоторые клетки, участвующие в фотосинтезе, были повреждены, и водоросли погибли даже после обработки умеренным светом», — пояснил Коно.

«Эти результаты показывают, что фотоингибирование (неспособность к фотосинтезу из-за повреждения клеток) будет представлять серьезную угрозу для маримо в озере Акан, которое зимой получает более 10 часов солнечного света в день, если глобальное потепление продолжится и ледяной покров отступит».

Затем команда хочет выяснить, что произойдет с целыми шариками маримо и будет ли результат таким же, как с более мелкими нитями.

«В настоящем исследовании мы использовали рассеченные нитевидные клетки, поэтому мы не рассматривали влияние структуры сферического маримо и то, как он может защитить от воздействия яркого света. Однако, если повреждение поверхностных клеток увеличивается при более длительном воздействии прямые солнечные лучи, в крайнем случае это может повлиять на поддержание их круглых тел и привести к исчезновению гигантских маримо. Так что нам нужно постоянно следить за условиями на озере Акан в будущем», — сказал Коно.

Коно надеется, что это исследование поможет как местным, так и национальным правительствам понять настоятельную необходимость защиты уникальных маримо в Японии и их среды обитания. «Мы также надеемся, что это даст всем людям возможность серьезно задуматься о последствиях глобального потепления», — сказал он.

Статья опубликована в Международный журнал молекулярных наук.