Обычно водоросли мы считаем примитивными обитателями моря. Но новое исследование ученых университета Кобе показало, что некоторые красные водоросли устроены сложнее, чем казалось. Они используют цвета не только для улавливания света, но и, возможно, для коммуникации с другими морскими организмами, в том числе с теми, кто ими питается.
Красные водоросли получили свое название благодаря особым пигментам, позволяющим им эффективно собирать свет в условиях слабой освещенности. Однако физиолог и дайвер Каваи Хироши, исследователь из университета Кобе, давно обратил внимание, что в воде эти водоросли не всегда выглядят красными. Некоторые кажутся почти белыми, а у молодых побегов заметен голубоватый оттенок. Это наблюдение привело к научному исследованию.
Заинтересовавшись этим явлением, ученые провели детальное исследование одного из видов, Asparagopsis taxiformis, и выяснили, что за необычную окраску отвечают не пигменты, а микроскопические структуры в особых железистых клетках. Эти клетки содержат крошечные сферические частицы, которые отражают свет определенным образом, создавая так называемый структурный цвет. В кончиках роста водоросли все микросферы имеют одинаковый размер и отражают синий свет. По мере «старения» клеток микросферы становятся разного размера, из-за чего свет рассеивается — так появляются белесые участки.
Окраска этих участков имеет, как выяснилось, защитное значение. Те же клетки, где находятся отражающие структуры, содержат химические соединения, отпугивающие рыб. Синий цвет может быть предупреждением, словно сигнализируя: «Я несъедобен!». А вот белесые участки, появляющиеся в области плодоносящих структур, могут служить камуфляжем и маскировать водоросль от глаз травоядных рыб, ориентирующихся на зрение. Это как если бы водоросль развешивала предупреждающие таблички на своих уязвимых молодых побегах.
Исследование оказалось непростым — водоросли растут глубже приливной зоны, их ткани хрупки и плохо переносят перемещение. Ученые смогли изучить образцы только благодаря опыту в аналогичных работах с бурыми водорослями и применению электронного микроскопа.
Это первое исследование, предположившее, что красные водоросли могут использовать структурный цвет не только для фотосинтеза, но и для межвидовой коммуникации — своего рода сигнализации в морской среде. Важно и то, что такие особенности могут повлиять на выживаемость видов в условиях меняющегося климата.
Есть и важный экологический аспект. Тропические рыбы, которым для пищеварения нужны теплые воды, все чаще мигрируют на север, в том числе из-за глобального потепления. Это может поставить под угрозу те виды водорослей, которые не обладают защитной структурной окраской. Так что знание таких тонкостей биологии водорослей — это ключ к пониманию адаптации организмов к изменениям климата.
Ранее мы рассказывали о том, что биологам удалось переселить целую экосистему.
