Így tesznek meg nagy távolságokat a fitoplanktonok

A Pyrocystis noctiluca  fitoplankton képes az óceánban vertikálisan felfelé navigálni úgy, hogy felfúvódik méretének hatszorosára. Itt a mikroszkóp alatt az egyedek a felfúvódás előtt és után láthatók.

Ez a Földön az egyik legmasszívabb migráció: kis planktonok óriási biomasszája a tenger mélyéről a felszín felé halad. De nem mindegyiknek vannak végtagjai, hogy felfelé hajtsák magukat. Ezért rejély volt, hogy azok, hogyan teszik meg ezt a hosszú utat. Most egy kutatócsapat felfedte az egyik fitoplankton faj leleményes megoldását: normál mérete hatszorosára duzzad. A folyamat csökkenti a sűrűségét és lehetővé teszi, hogy felfelé lebegjen, mint egy hélium léggömb. Erről számoltak be a Stanfordi Egyetem munkatársai, Manu Prakash biomérnök és kollégái október 17-én a Current Biology magazinban.

A csapat vízmintákat gyűjtött Hawaii partjaitól körülbelül 160 kilométerre, hogy Pyrocystis noctiluca algát keressen és megfigyelje viselkedését. Ezek az 1 milliméter hosszú egysejtű, biolumineszcensz fitoplanktonok, egyszer az életben tesznek egy utazást körülbelül 125 méter mélyről, körülbelül 50 méterre, ahol több napfény van, amire szükségük van a fotoszintézisre. Az ilyen utazások napokig tartanak, nem úgy zooplanktonoknak, akik minden nap megteszik az utat.

A Pyrocystis noctiluca  fitoplankton képes az óceánban vertikálisan felfelé navigálni úgy, hogy felfúvódik méretének hatszorosára. Itt a mikroszkóp alatt az egyedek a felfúvódás előtt és után láthatók.
Fotó: Science News

 

A fitoplankton átalakulásában a kalciumnak is szerepe lehet

 

A csapat a laborban speciális mikroszkópot használt, ami a fitoplanktont egy fajta hidrodinamikus taposómalomba tette, hogy újraalkossa a sejt mozgását, ahogy felfelé halad a vízoszlopban.

A P. noctiluca sűrűbb, mint a tengervíz és le kellene süllyednie. De a csapat azt találta, hogy életciklusa kezdetén megduzzad, csökkentve a sűrűségét és felfelé halad a vízoszlopban. Hétnapos életciklusa végén a sejt kezd két leánysejtté osztódni, ahogy süllyed. Amikor az osztódás befejeződött, a két újszülött sejt felfúvódik úgy, hogy feltöltődik tengervízzel – körülbelül 10 perc alatt eredeti mérete hatszorosára fújódik. És a ciklus újrakezdődik.

A kutatók azt feltételezik, hogy a sejt kevésbé sűrűvé és úszóképesebbé válik, mivel a sejtben lévő akvaporin proteinek kiszűrik a sűrű sót a bejövő tengervízből. Ily módon sokkal kisebb sűrűségű anyag áramlik a sejtbe és a sejt kevésbé sűrűvé válik, mint a környező tengervíz.

A kalciumos és kalcium nélküli tengervízzel végzett kísérletek azt mutatják, hogy a tengervízben lévő kalcium szerepet játszhat a transzformáció előidézésében, és lehetővé tételében. A felfúvódás nem csak az emelkedésben segít a fitoplanktonnak, a naggyá válásnak komoly következményei vannak életének más részeiben is. A nagyobb sejteknek általában kisebb a predációs kockázata, kevesebb dolog van, ami meg tudja enni őket, valamint segíti a tápanyagfelvételt és a fotoszintézist is: A nagyobb felület több napfényt tud befogni.

(Forrás:  Science News: https://www.sciencenews.org/)