Фитопланктон, крошечные растительноподобные организмы в океане, невероятно важен для жизни на Земле. Он является основным источником пищи для многих морских обитателей и производит почти половину кислорода, которым мы дышим. Он также помогает поглощать большое количество углекислого газа, способствующего глобальному потеплению.
Ученые хотят узнать больше о том, как фитопланктон использует солнечный свет для получения энергии и кислорода, что может быть полезно в контексте мониторинга окружающей среды во время глобального изменения климата. Однако изучать это сложно, потому что обычные методы дают только общее среднее значение для большой группы фитопланктона, скрывая различия между отдельными клетками, или же они дают ограниченные измерения отдельных видов фитопланктона.
Исследователи из Еврейского университета Иерусалима в Израиле придумали новый способ изучения этих организмов. Они создали систему, которая может измерять свет, излучаемый отдельными клетками фитопланктона, что позволяет определить, насколько эффективно каждая из них использует свет. Новая методика поможет лучше понять, как различные виды фитопланктона реагируют на изменения в окружающей среде.
«Я изучаю, как отдельные виды планктона реагируют на изменение условий, глядя на свет, который они излучают, или, говоря научным языком, я смотрю на время жизни флуоресценции. По сути, это то, как фитопланктон преобразует свет в энергию, которую он может использовать в дальнейшем», — говорит Пол Харрис, возглавлявший исследование.
В новой системе используется специальный микроскоп, чтобы внимательно рассмотреть отдельные клетки фитопланктона, которые направляются по крошечным каналам. Прибор измеряет различные цвета света, излучаемого клетками, что позволяет многое узнать о том, как они используют свет для получения энергии.
На данный момент Харрис и его коллеги использовали систему для изучения трех различных видов фитопланктона, наблюдая за тем, как они меняются в течение дня и реагируют на более яркий свет. Учёные обнаружили, что каждый вид по-своему приспосабливается к изменениям освещенности, подобно тому, как одни люди надевают очки в солнечную погоду, а другие предпочитают носить шляпу. Каждый вид по-своему справляется со светом и использует различные стратегии для выживания при резких изменениях условий.
«Нам нужно понять, как реагирует фитопланктон, чтобы предсказывать и наблюдать за тем, что происходит в океанах, особенно в связи с изменением климата по мере потепления океанов», — говорит Харрис. «Мы надеемся дать некоторое представление о том, как будут меняться виды», — сказал он.
Система также может помочь в прогнозировании вредоносного цветения водорослей, которое может обернуться катастрофой для рыб и других видов в экосистеме и даже отравить человека при употреблении в пищу. «Мы могли бы использовать этот инструмент для заблаговременного предупреждения о цветении водорослей», — отметил учёный.
Способность различать виды и определять, как они используют свет и энергию, дает мощный инструмент для оценки здоровья и продуктивности популяций фитопланктона, которые необходимы для морских пищевых сетей и глобального круговорота углерода.
