При потеплении водоросли Кинерета могут погибнуть сами и разрушить озерную экосистему

Ученые Кинеретской лимнологической лаборатории с коллегами показали, что при потеплении цианобактерии в озере могут погибнуть и разрушить экосистему главного пресноводного резервуара Израиля.

Изучая штамм токсичных водорослей Microcystis aeruginosa в озере Кинерет, ученые столкнулись с загадкой. В отличие от сородичей по всему миру, пик активности которых приходится на лето, кинеретский штамм бурно расцветает в конце зимы, когда вода еще не прогрелась. Чтобы выяснить скрытый потенциал этих водорослей, биологи подвергли их тепловому шоку, подняв температуру сразу на 20 градусов.

Выяснилось, что выживание при критическом нагреве определяется способностью клетки радикально перестраивать свой энергетический баланс. В критических условиях клетка может переключиться с основного источника энергии (фотосинтеза) на резервный – так называемое темновое дыхание (в норме оно включается только в полной темноте).

Ученые сравнили водоросли Кинерета с классическим мировым штаммом-универсалом PCC7806 и обнаружили две противоположные стратегии поведения. Почувствовав жару, мировой штамм резко снизил активность фотосинтеза и перенаправил ресурсы на дыхание, что позволило ему переждать кризис и выжить. Кинеретский штамм продолжил активный фотосинтез, пока буквально не истощил себя и не погиб. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Глобально это открытие показывает, какие именно физиологические маркеры указывают на способность токсичных популяций выживать и захватывать новые территории в условиях меняющегося климата.

Конкретно для Кинерета – это тревожный сигнал. Местный штамм оказался слишком узкоспециализированным и не готовым к переменам. Если из-за глобального потепления зимние температуры в озере превысят критический порог, эти водоросли просто погибнут от истощения. Их исчезновение неизбежно спровоцирует кризис озерной экосистемы: может начаться массовый замор рыбы из-за гниения биомассы и нехватки кислорода, а освободившуюся от местных водорослей нишу займут более агрессивные и токсичные тропические виды, способные отравить озерную воду.