Исследование показало, что изменение солености воды влияет на клеточную структуру и фотосинтетические процессы диатомовых водорослей. Эти микроорганизмы играют ключевую роль в углеродном цикле и морских экосистемах, а также находят применение в различных отраслях промышленности. Ученые использовали передовые методы анализа, чтобы изучить, как разные уровни солености сказываются на их развитии.
Диатомовые водоросли – важный элемент водных экосистем. Они поглощают значительное количество углекислого газа, участвуют в пищевых цепях и формируют кремнеземные панцири, обладающие уникальными свойствами. Эти структуры используются в биотехнологиях, очистке воды и производстве фильтрационных материалов.
Команда российских ученых провела эксперимент, исследуя влияние солености воды на водоросли рода Nitzschia. Диапазон солености варьировался от 10 до 150 промилле, что позволило смоделировать экстремальные условия. Для анализа применялись лазерная и электронная микроскопия, флуоресцентные методы и фотоакустическая визуализация.
Результаты показали, что при увеличении солености у клеток изменяется строение панциря и фотосинтетической системы. В частности, при концентрации соли 80 промилле наблюдалось замедление процессов переноса энергии и электронов. Это связано с повышенным рассеиванием энергии в виде флуоресценции и тепла.
«При солености 40 промилле размер липидных капель составлял около 1 мкм, тогда как при 10 или 150 промилле увеличивался до 2,3 мкм»
– Дмитрий Горин, доктор химических наук, профессор Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха
Также установлено, что при изменении солености трансформируется полисахаридный слой, находящийся между панцирем и мембраной. Этот слой выполняет защитную функцию и влияет на формирование панциря. Максимальное его развитие зафиксировано при солености 60 промилле.
Кроме того, выяснилось, что водоросли способны адаптироваться к различным условиям, поддерживая стабильный рост. Это открытие может быть полезным для создания биореакторов, в которых выращиваются водоросли для производства микроструктурированного диоксида кремния и биотоплива.
Результаты исследования помогут не только в развитии биотехнологий, но и в мониторинге изменений солености морских водоемов, что имеет значение для изучения последствий климатических изменений.
Источник: пресс-служба Российского научного фонда
