Новое исследование, проведенное учеными из Университета Южной Флориды, проливает свет на экологические причины цветения морской воды и возможные пути преодоления этого бедствия.
Опубликованное в журнале mSphere, исследование является первым, в котором идентифицированы вирусы, связанные с Karenia brevis, одноклеточным организмом, вызывающим «красный прилив». Протестировав пробы воды, собранные в яркоокрашенных прибрежных водах на юго-западе Флориды, исследователи обнаружили несколько РНК-содержщих вирусов, включая один новый вирусный вид, присутствующий в колониях K. brevis.
Выявление вирусов, связанных с цветением воды, может помочь исследователям прогнозировать развитие этого явления и лучше понять факторы окружающей среды, которые могут способствовать его прекращению. Это исследование является первым шагом на пути изучения вирусов как средств биологической борьбы с цветением воды.
Джин Лим, ведущий автор исследования и научный сотрудник Колледжа морских наук Университета Южной Флориды (CMS) объяснила, что ученым известно, что вирусы играют важную роль в жизненном цикле вредоносных водорослей, но они не знали, какие из них могут быть связаны с Karenia brevis. В исследовании выявлено несколько вирусов, напрямую связанных с цветением красных водорослей. Теперь ученые постараются определить, какие из них могут подавлять активность микроорганизмов.
Лим и ее команда сотрудничали с исследователями из программы мониторинга вредного цветения водорослей при Научно-исследовательском институте рыбы и дикой природы, которые собирают образцы во время красных приливов. В лаборатории она использовала метод вирусной метагеномики для выявления частиц, присутствующих в пробах воды. Подход впервые был применен более 20 лет назад Майей Брейтбарт, почетным профессором CMS и старшим автором исследования.
Цветение океанской воды — крайне болезненная проблема для Флориды. Это естественное явление, которое вызвано факторами окружающей среды, такими как циркуляция воды в океане, концентрация питательных веществ и изменение климата. Нейротоксины, выделяемые K. brevis, убивают мелких морских обитателей, лишают пищи хищников, вызывают проблемы с дыханием у отдыхающих на пляже и влияют на прибрежную экономику, основанную на туризме и рыболовстве.
Текущие усилия по мониторингу основаны на спутниковых снимках концентрации хлорофилла и на изучении полевых образцов. Модели циркуляции океана, которыми пользуются исследователи CMS, могут помочь спрогнозировать распространение красных приливов. Более глубокое понимание вирусов, влияющих на водоросли K. brevis, может улучшить долгосрочный мониторинг и прогнозирование, позволяя определить, будет ли цветение развиваться и с какой интенсивностью.
Лим предполагает возможную взаимосвязь между количеством вирусов в объеме воды и динамикой цветения. Например, увеличение концентрации частиц, обнаруженных в образце, может указывать на то, что «красный прилив» вот-вот начнется или скоро пойдет на спад. Поскольку вирусы избирательно поражают организмы из узкой ниши, они могут стать экологически безопасным способом борьбы с «красными приливами».
Ученые надеются, что смогут выявить и изолировать специфические виды, которые поражают только Karenia brevis. Тогда их можно будет использовать в качестве средства биоконтроля, которое не окажет негативного влияния на морские экосистемы в целом.
В дальнейшем Лим и ее коллеги попытаются определить, влияют ли вирусы, выявленные в ходе исследования, другие виды микроорганизмов, которые встречаются в воде вместе с красными приливами.
