Новое исследование Технологического института Флориды исследует симбиотические отношения между бактериями и водорослями, которые могут спровоцировать возникновение или ухудшение вредоносного цветения водорослей.
Исследовательский документ «Высвобождение популяций цветения водорослей на месте и роль прокариотических сообществ в их создании и росте» был подготовлен профессором инженерии океана и морских наук Кевином Джонсоном, выпускником Флоридского технологического института Сяо Ма из Института Южно-Китайского моря. Лаборатория океанологии и южной морской науки и техники провинции Гуандун, а также исследователи из Университета Китайской академии наук. Статья будет опубликована в июльском номере журнала Water Research.
Исследование дало дополнительное представление о том, как начинается цветение. Понимание этого позволяет исследователям затем изучить, как они превращаются в вредоносное цветение водорослей (ВЦВ), которое влияет на морскую жизнь и качество воды в озерах и эстуариях по всему миру. Команда изучила, что способствует началу цветения, рассматривая цветы на самых ранних стадиях, прежде чем они могут причинить вред.
По словам Джонсона, HAB в лагуне Индиан-Ривер убили от 60 000 до 70 000 акров морских водорослей, блокируя жизненно важный солнечный свет. Морские травы являются важной средой обитания для рыб и мелких животных, а также источником пищи для многих океанических травоядных, таких как ламантины. Исчезновение водорослей предвещает крах экономически и экологически важной прибрежной экосистемы.
«Большинство местных вредных цветений — это неконтролируемое цветение водорослей, блокирование света и истощение кислорода», — сказал Джонсон. «Они настолько вышли из-под контроля, что захватывают толщу воды. Другие существа, которые обычно живут там, подавляются и задыхаются, а вода становится непрозрачной, зеленоватой или коричневатой».
Помимо физических факторов и факторов окружающей среды, контролирующих цветение водорослей, у команды теперь есть доказательства того, что бактерии, живущие в толще воды, помогают водорослям, производя необходимые им витамины и питательные вещества. В свою очередь, водоросли преобразуют эти питательные вещества в формы, полезные для бактерий. Это тесный круг симбиоза.
Доступность азота играет важную роль в здоровье лагуны. Без антропогенного азота, такого как удобрения или другие загрязняющие вещества, водоросли не могут цвести, толща воды остается чистой, а морские водоросли получают достаточно солнечного света для роста. Джонсон сказал, что при отсутствии загрязнения вокруг много азота, но обычная форма бесполезна для большей части жизни в лагуне.
«Азот есть везде, но он находится в неправильной форме», — сказал он. «Без бактерий, преобразующих этот азот, водоросли очень ограничены в том, насколько сильно они могут цвести. В незагрязненном эстуарии бактериальная фиксация азота делает возможным периодическое цветение водорослей. цветение водорослей становится более частым и сильным, достигая опасного уровня. Эти избыточные питательные вещества будут включать много азота, который уже является органическим азотом, то есть он уже зафиксирован или преобразован в форму, которую могут использовать водоросли. аналогичные проблемы».
Команда надеется, что работа, проделанная в этой статье, поможет лучше понять сложные отношения между бактериями и водорослями, а также питательные вещества, которыми они делятся друг с другом. Это может дать представление о недавнем цветении водорослей и последующей гибели рыбы в лагуне Индиан-Ривер.
«Я почти уверен, что бактериальное сообщество и вредоносное цветение водорослей в лагуне Индиан-Ривер связаны, и мы не знаем, какова эта связь», — сказал Джонсон. «Я хотел бы понять этот симбиоз и то, как бактерии могут контролировать вредоносное цветение водорослей в IRL. Без понимания того, что делают бактерии, у нас есть только часть истории».