Международная команда ученых выяснила, какие механизмы помогают диатомовым водорослям захватывать углекислый газ, и от чего зависит эффективность этого процесса. Согласно результатам работы, меняющиеся условия климата и повышенная концентрация CO2 в океане не влияют, и, вероятно, не будут влиять в будущем на фотосинтез диатомей. Статья опубликована в журнале Frontiers in Plant Science.
Ученые из Франции и Индии показали, что, несмотря на стремительные изменения уровня углекислого газа (CO2) в океане диатомовые водоросли сохраняют способность эффективно концентрировать его внутри клеток.
«Мы показали, что морские диатомовые водоросли необычайно эффективно умеют связывать атмосферный CO2 даже при его современном высоком уровне. Изменчивость концентрации CO2 в морской воде не влияет на экспрессию генов и количество пяти ключевых ферментов, используемых диатомеями для связывания углерода, — говорит руководитель группы Хайманти Бисвас. — Результаты работы помогают ответить на вопрос о том, как морские диатомовые водоросли будут реагировать на будущее повышение уровня CO2 в атмосфере».
Диатомовые водоросли или диатомеи — это группа одноклеточных водорослей, отличающаяся наличием панциря из диоксида кремния. Как правило, они населяют поверхность и толщу воды, где достаточно солнечного света. Несмотря на свои маленькие размеры, диатомеи вносят огромный вклад в удаление CO2 из атмосферы, в процессе фотосинтеза они фиксируют около 10 – 20 млрд. тонн CO2 ежегодно. Однако до сих пор мало что было известно о зависимости эффективности этого процесса от концентрации углекислого газа в океане. Фотосинтезирующие организмы располагают широким спектром механизмов для концентрации CO2 из воздуха или воды и преобразования его в органический углерод в составе глюкозы и других углеводов. Единственный фермент, связывающий углерод, называется RuBisCo, и для его работы требуется высокая концентрация CO2 внутри клетки.
Чтобы понять, какой механизм используют диатомовые водоросли для концентрации СО2, ученые исследовали образцы морского планктона, собиравшиеся со всего мира с 2009 по 2013 год. Авторы проанализировали 200 метагеномов, чтобы оценить разнообразие генов, ответственных за пять ключевых ферментов и более 220 метатранскриптомов, демонстрировавших экспрессию генов ключевых ферментов. Особенно ученых интересовала зависимость уровня экспрессии генов от места и условий. Во всех образцах, основным ферментов была карбоангидраза, ее содержание превышало количество любого другого фермента более чем в 10 раз.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
