Хотя раньше об этом говорили лишь лабораторные эксперименты, теперь у науки есть подтверждение, что в реальной морской среде планктон действительно адаптирует свою биохимию к условиям жизни — и делает это изощрённо.
Команда учёных из Центра морских экологических наук MARUM (Бременский университет) и Океанографического института Вудс-Хоул (США) заново проанализировала огромную базу данных масс-спектрометрических исследований липидов — ключевых молекул, из которых состоят мембраны клеток. Эти данные были собраны из 930 проб, взятых в Атлантике, Тихом и Северном Ледовитом океанах — от поверхности до глубины 400 метров.
В отличие от привычных подходов, исследователи не ограничивались анализом только известных молекул, а применили сеть «липидомики» — метод, позволяющий выявлять даже неизвестные структуры. Это дало гораздо более полную картину молекулярного разнообразия планктона в океане.
Результаты оказались поразительными:
В холодных водах полярных широт планктон показывает наибольшее разнообразие липидов — например, укороченные цепи жирных кислот, чтобы поддерживать гибкость мембран в условиях холода.
В тёплых, бедных питательными веществами зонах открытого океана виден явный сдвиг в липидном составе — организмы как бы «переключают химию» на экономный режим.
В глубоких, слабо освещённых слоях воды увеличивается количество ненасыщенных жирных кислот — это может помогать клеткам адаптироваться к слабому свету и давлению.
«Мы буквально увидели, как планктон меняет себя, чтобы выжить в разных уголках планеты», — говорит ведущий автор исследования доктор Вэйминь Лю. — «Эти молекулярные тонкости могут казаться незначительными, но на деле они влияют на всю морскую экосистему — от микробов до китов».
Это открытие особенно важно с учётом роли планктона в углеродном цикле Земли: через фотосинтез он поглощает углекислый газ и способствует охлаждению климата. Чем лучше мы понимаем его работу, тем точнее сможем прогнозировать последствия климатических изменений.
Работа опубликована в журнале Science Advances и стала возможной благодаря сотрудничеству экспертов по хемоинформатике в рамках исследовательского кластера «Дно океана — неизведанный интерфейс Земли» на базе MARUM.
