Российские ученые обнаружили и описали новый вид микроводорослей, названный в честь одного из первых исследователей Арктики – академика Петра Петровича Ширшова. Диатомовая водоросль Fragilaria shirshovii может стать перспективным объектом для экологического мониторинга и оценки воздействия человека на окружающую среду. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Diversity.
Диатомовые водоросли — наиболее разнообразная группа микроводорослей, встречающаяся в водных, наземных и воздушных средах. Их видовое разнообразие и численность в водоемах в значительной степени зависят от качества воды. Однако для того, чтобы своевременно выявить проблемы в той или иной экосистеме, нужно точно знать ее видовой состав микроводорослей.
Род диатомовых водорослей Fragilaria распространен по всему миру в морях и пресных водоемах. Эти микроводоросли играют важную роль в экосистемах, поскольку служат питанием для многих живых организмов, а также могут быть индикаторами экологических особенностей среды в условиях меняющегося климата и растущей антропогенной нагрузки. В то же время различить между собой виды этого рода оказывается довольно сложно, потому что они имеют общие морфологические признаки, то есть особенности внешнего строения.
Ученые из Института физиологии растений имени К. А. Тимирязева РАН (Москва) описали новый вид диатомовых водорослей Fragilaria shirshovii, обнаруженный в устье реки Обь. Обский залив расположен в южной части Карского моря в Северном Ледовитом океане и представляет собой одну из крупнейших речных устьевых зон Мирового океана. Авторы проанализировали пробы поверхностного слоя воды (с глубины 0,5–1,0 метра), которые были отобраны в рамках научно-образовательной программы «Плавучий университет». Затем исследователи получили чистую лабораторную культуру микроводорослей. Для этого из отобранных проб воды под микроскопом выделяли одиночные клетки и перемещали их на стерильную жидкую питательную среду.
Дальнейшее выращивание в климатической камере позволило получить необходимое для анализа количество клеток. Специалисты изучили полученный материал с помощью светового, а также сканирующего электронного микроскопа. Это позволило рассмотреть ультраструктурные особенности строения панциря диатомовых водорослей, а именно форму клеток, шипов, пор на поверхности. Эти важные ультраструктурные элементы необходимы для точного определения и описания видов. Далее авторы провели молекулярно-генетический анализ, чтобы выявить эволюционную взаимосвязь данной группы с другими видами.
Оказалось, что исследуемые микроводоросли принадлежат к виду, который по своим морфологическим и генетическим признакам отличается от ранее известных. Этот новый вид назвали Fragillaria shirshovii.
«Биологическое разнообразие — главный природный ресурс, обеспечивающий устойчивое функционирование биосферы и имеющий важное экологическое и экономическое значение. С прикладной точки зрения его необходимо изучать, поскольку новые для науки виды могут иметь высокий биотехнологический потенциал и использоваться человеком в самых разнообразных отраслях народного хозяйства. В арктических условиях, где среда активно изменяется под влиянием потепления климата и хозяйственной деятельности человека, изучение биоразнообразия микроводорослей позволит совершенствовать методы экологического мониторинга», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Николай Лобус, старший научный сотрудник Института физиологии растений имени К. А. Тимирязева РАН.