Биологи МГУ выяснили, как раковинные амебы спасаются от торфяных пожаров
Сотрудники биологического факультета МГУ изучали влияние пожаров на одну из доминирующих в торфяных болотах группу микроорганизмов — раковинных амеб. Исследование биологов опубликовано в престижном журнале Applied Soil Ecology.
Полученные учёными МГУ результаты позволят учитывать происходящие сейчас процессы при проведении палеоэкологических реконструкций в сожженных торфяниках, так как раковинные амебы в значительной степени определяют биохимические процессы торфяных экосистем, однако, последствия таких пожаров для микробных компонентов болотных экосистем ранее никто не изучал.
Раковинные амебы — одноклеточные организмы, большая часть тела которых находится в раковине. Они формируют более половины биомассы всех микроорганизмов в торфяниках. Изменения в структуре их сообществ под действием огня существенно отражается на структуре пищевых сетей, поскольку изменения одного из важных компонентов пищевой цепи влияют на все остальные. Наличие в локальной экосистеме раковинных амеб также влияет на интенсивность круговорота кремния.
Кремний является вторым по распространенности (после кислорода) химическим элементом в земной коре. Однако лишь немногие организмы научились вовлекать этот неорганический кремний в состав своих клеток, используя его как строительный материал и для выполнения многих физиологических функций. Некоторые группы раковинных амеб (те, которые строят раковинку из кремнеземных пластинок, выкладываемых на поверхности раковинки наподобие черепицы) могут "растворять" твердые кремнийсодержащие компоненты из окружающей среды и образовывать из них те самые пластинки, которыми покрывают поверхность раковинок. Иными словами, раковинные амебы представляют собой один из экосистемных механизмов вовлечения кремния в биогеохимические циклы.
В качестве объекта исследований ученые использовали торфяник, подвергшийся воздействию пожара на северо-востоке Китая несколько лет назад. Рассматриваемый участок включал сильно и слабо выжженные территории (благодаря тому, что пожарным удалось потушить часть болота), что позволило произвести сопоставление сообществ раковинных амеб в подвергшихся и неподвергшихся действию пожара участках.
Было обнаружено, что пожар привел к существенным изменениям в структуре сообщества раковинных амеб: те микроорганизмы, которые строят свои раковинки из песчинок, выжили, а те, которые строят раковинки из кремнеземных пластинок, синтезируемых внутри клеток, погибли. По предположению исследователей, амебы, строящие раковинки из песчинок, более устойчивы к действию высоких температур, так как благодаря этим песчинкам раковина более толстая и крепкая.
Юрий Мазей, профессор кафедры гидробиологии биологического факультета МГУ, поделился, как специалисты изучают мелких представителей торфяных экосистем:
«Сначала раковинных амеб выделяют из субстрата — почвы или мха. Это достигается путем замачивания субстрата в воде, затем колбу с этой суспензией интенсивно встряхивают, потом эту взвесь фильтруют через серию фильтров, так что остаются раковинки амеб и мелкие частички субстрата. Затем итоговый фильтрат просматривается под световым микроскопом. Для уточнения видовой принадлежности иногда используют сканирующий электронных микроскоп».
Ранее, биологи МГУ в сотрудничестве с британскими коллегами доказали, что изучение сообществ раковинных амеб может быть эффективным средством для проведения реконструкций климатических изменений прошлого.
«В торфяных колонках часто встречаются слои с углями (это означает, что в это время экосистема горела). И в этом слое есть раковинные амебы. Но корректно реконструировать климат в таком слое необходимо на основе знаний о том, как реагируют сообщества раковинных амеб на пожары в современных условиях. Наше исследование впервые обратило внимание на эти особенности, что должно улучшить существующие подходы при проведении палеореконструкций», - комментирует выводы научной работы Юрий Мазей.
[Изображения - Раковинные амебы Difflugia acuminata. Источник Юрий Мазей/МГУ]
