Жизнь для морских микроорганизмов полна стресса

 

Диатомовая водоросль: У меня такое ощущение, что люди просто не понимают. Без меня и других видов фитопланктона у них не было бы половины кислорода, которым они дышат – ведь мы выделяем кислород в процессе фотосинтеза. А еще мы лежим в основе пищевой цепи океана – это значит, что мы кормим рыбу, которую они едят. И если бы я не поглощала так много углекислого газа, он ведь никуда бы не делся – так и продолжал витать в воздухе, и земля нагревалась бы без контроля. Почему же люди не ценят меня?

 

Психолог: Насколько я понимаю, Вы чувствуете, что Вас недооценивают. Почему именно, на Ваш взгляд, Вас не понимают люди?

 

Диатомовая водоросль: Я думаю, это потому, что я очень маленькая. Они думают, что если меня нельзя увидеть невооруженным взглядом, значит, я не существую! Но главная проблема не в этом. Я могу прекрасно существовать без внимания людей. Но меня просто убивает стресс.

 

Психолог: Говорите точнее, что, конкретно, вызывает стресс?

 

Диатомовая водоросль: Ну, это длинная история. Пожалуй, начну сначала. Я живу фотосинтезом – солнечный свет – это мое топливо, в углекислый газ – основное средство к существованию. Но для роста, мне нужны и другие элементы – азот, железо и витамины. Я использую их в определенном соотношении, готовлю что-то вроде питательной смеси по особому рецепту. Я поясню – если в океане полно азота, но нет железа, я не смогу расти. Любой дефицит ограничивает мой рост и существование. Я не могу заменять нехватку одних элементов избытком других.

 

Психолог: Ясно. Так что вызывает стресс?

 

Диатомовая водоросль: Я живу в южном океане, вокруг Антарктики. Далековато, конечно, но там такие виды! Так вот, в этих вода полно азота, но всегда почти нет железа. Мне нужно бороться с другими представителями фитопланктона за имеющиеся в наличии крохи железа. В этой борьбе участвуют еще и бактерии. Меня задевает за живое то, что нам приходится делиться дефицитными элементами с бактериями! Они ведь живут на углероде, который мы производим. Это просто несправедливо.

 

Психолог: Но, похоже, на этом история не заканчивается?

 

Диатомовая водоросль: Это правда. У нас с этими бактериями… фуф, это довольно запутано. Хотя они и забирают у меня железо, когда оно мне нужно больше всего, я просто не могу без них жить. Когда бактерии растут и умирают, они выделяют в воду витамин В12. Мне этот витамин просто необходим для роста. А он тоже в дефиците, как и железо. Если бактерий будет мало, для меня не хватит витамина В12. Без него, или без железа, мне очень плохо. Какой-то порочный круг.

 

Психолог: Получается, что Вы взаимозависимы, но, в то же время, являетесь соперниками в борьбе за железо. Довольно хрупкое равновесие у Вас там, в южном океане. Как Вы боретесь со стрессом?

 

Диатомовая водоросль: Мне становится невероятно сложно, когда сильно не хватает железа или Витамины В12. Сначала, я стараюсь сильнее достать эти элементы. Я вырабатываю больше белка - я его использую для того, чтобы находить и переносить железо и витамины из морской воды внутрь моей клетки. Еще я вырабатываю больше белка, который мне нужен, чтобы перемещать железо и витамины внутри моей клетки. Так, как только я нахожу необходимые для меня элементы, я сразу готова их усвоить.

 

Психолог: Неплохие стратегии, но что, если они не работают?

 

Диатомовая водоросль: Я стараюсь выжить без дефицитных элементов. Иногда, некоторые из них я могу временно чем-нибудь заменить, но это не всегда работает. Я просто не могу работать в таких условиях. Хотя, я могу выполнять свои обязанности на минимальном уровне и расти очень медленно. Но и это лишь очень недолго. Если я не найду этих элементов, я умру. Теперь Вы понимаете, откуда у меня этот панический страх.

 

Психолог: Да, Ваша реакция абсолютно естественна. Давайте подумаем о том, как можно справиться со стрессом в такой ситуации. Существует ли какая-нибудь возможность предсказать, какие элементы будут дефицитом?

 

Диатомовая водоросль: Знаете, я не уверена. Я видела, что океанографы исследуют это. Они хотят узнать, каких элементов нам, фитопланктону, не хватает. Но они, похоже, не могут сказать, так же как и я, нехватка каких элементов останавливает наш рост. Ученые открыли, что нехватка витамина В12 может убить нас, лишь несколько лет назад.

 

Психолог: Это очень интересно, продолжайте.

 

Диатомовая водоросль: Когда ученые хотят узнать, что нам необходимо для развития, они забирают нескольких из океана, помещают в бутылки, добавляют разные питательные элементы и смотрят, какие из них заставляют нас расти быстрее. Хотя для нас очевидно, что фитопланктон реагирует на различные вещества в бутылке не так, как в океане. Им надо найти другой способ.

 

Психолог: Да, да. Но к сожалению, наше время вышло. Давайте продолжим в следующий раз.

 

На следующей неделе.

 

Психолог: После нашей прошлой встречи, я провел некоторое исследование и, кажется, нашел кое-что, что может помочь. Оказывается, ученые начинают находить новые способы изучения элементов, необходимых фитопланктону. Правда. Они наблюдают за изменением Вашего роста, когда Вам не хватает определенных элементов, например витамина В12. Они изучает как раз те самые процессы в клетках, о которых Вы рассказали мне в прошлый раз. У них появились специальные технологии для измерения уровня белка, который выделяют микроорганизмы в сложных условиях.

 

Диатомовая водоросль: Вы хотите сказать, что океанологи могут сказать, чего не хватает фитопланктону, просто посмотрев, какой тип белка он вырабатывает? Они, правда, настолько заинтересованы в микроорганизмах, чтобы создавать новые технологии и методы для его изучения?

 

Психолог: Так точно. Когда ученые выращивали несколько микроорганизмов в лаборатории, они заметили, что белок, которые Вы выделяете, когда вам не хватает витамина В12, отличается от белков, которые Вы выделяете при нехватке других элементов. Они называют эти белки «белками – показателями нехватки витамина В12».

 

Диатомовая водоросль: Какие сложные названия придумывают эти ученые. Если бы они могли измерять выделение этих белков в океане, а не в лаборатории! Если бы у них это получилось, они смогли контролировать процессы, которые ведут к нехватке витамина В12. Я бы точно была бы благодарна за такие данные. Как здорово было бы иметь возможность подготовиться к такому стрессу.

 

Психолог: Я думаю, они стараются, как могут. Для того чтобы использовать эти показания правильно в океане, ученым необходимо будет отделить эти белки из очень сложной смеси белков в морской воде. Им надо быть точно уверенными, почему вы выделяете именно этот тип белка. Но они приближаются к разгадке.

 

Диатомовая водоросль: Хорошие новости. Мне уже лучше.

 

Это исследование проводилось при поддержке Общества последовательного исследования, отдела океанологии и офиса полярных программ Национальной научной организации, а также Фонда Гордона и Бетти Мур.

 

 

Об авторе: Эрин Бертранд работала с исследованием стресса, вызванного дефицитом питательных веществ, у диатомовых водорослей в отделе морской и геохимии океанографического института Вудс Хол. Одной из тем её научных интересов было влияние содержания металлов в морской воде на микроорганизмы. В свободное от изучения диатомовых водорослей время, Эрин любит бегать в лесу, слушать живую музыку и готовить новые рецепты для друзей и семьи.