Диатомеи — одни из самых распространенных одноклеточных водорослей в мировом океане. Большинство из них используют фотосинтез, превращая солнечный свет, углекислый газ и воду в энергию. Но в этом царстве света нашлась группа исключений — микроскопические диатомеи, отказавшиеся от фотосинтеза и выбравшие иной путь выживания.
Исследование международной группы ученых, опубликованное в журнале PLOS Biology, раскрывает необычный образ жизни диатомеи Nitzschia sing1. Эти водоросли не создают энергию из солнечного света, а перерабатывают бурые водоросли, такие как ламинария, чтобы получать углеводы.
По словам профессора Финна Аакмана из Норвежского университета науки и технологий, ключ к выживанию этих диатомей — в особых ферментах, способных расщеплять альгинат — полисахарид, содержащийся в клеточных стенках бурых водорослей.
Анализ генома показал, что N. sing1 обладает уникальными генами, не встречающимися у других диатомей. Ученые считают, что в ходе эволюции предок этих микроводорослей перенял гены у морских бактерий — редкий случай горизонтального переноса генов между организмами разных царств. В результате N. sing1 развила способность к переработке ламинарии и полностью отказалась от фотосинтеза.
Это открытие не только проливает свет на необычные эволюционные механизмы, но и имеет практическое значение. Альгинат — широко применяемое вещество, которое входит в состав более чем 600 потребительских товаров — от пищевых добавок до медицинских бинтов. Понимание того, как диатомеи перерабатывают бурые водоросли, может помочь создать экологически чистые биотехнологические процессы для извлечения и переработки альгината. Кроме того, это исследование расширяет знания о диверсификации видов — процессе, в результате которого один вид может эволюционировать в несколько, осваивая новые экологические ниши.
Микроскопическая водоросль может сыграть большую роль в будущем биоэкономики, от производства биотоплива и белка до переработки органических отходов.
Недавно Наука Mail рассказывала, что косатки используют водоросли как мочалки.