Вопреки расхожему мнению, легкие нашей планеты - вовсе не лес, а океан. Восемьдесят процентов кислорода выделяют морские водоросли, главным образом одноклеточные диатомеи. Они же синтезируют большую часть органического вещества. Этой органикой питается зоопланктон, планктоном - мелкие рыбешки (и громадные киты), а этими рыбешками - рыбы покрупнее и так далее. Если бы не маленькая диатомея, на суше и на море было бы очень душно и голодно. Самим же водорослям, чтобы жить, приходится вертеться в буквальном смысле слова: им необходимо в течение суток опуститься на глубину около 50 м, а затем подняться.

Дело в том, что диатомовым водорослям, как и любому растению, для фотосинтеза нужен свет и минеральные вещества. Но в океане эти факторы находятся на разной глубине: свет - в верхних слоях воды, а минеральные соли - на несколько десятков метров ниже. Самый простой способ получить и то и другое - постоянно передвигаться между верхним и нижележащими слоями воды. Как же это делают диатомовые водоросли, у которых нет ни жгутиков, ни других приспособлений для плаванья? Как показали П.А.Стунжас и Ф.В.Сапожников, сотрудники Института океанологии им.П.П.Ширшова РАН, для спуска и подъема диатомеи объединяются в колонии. Эти колонии выделяют пузырьки газа, которые и регулируют плавучие свойства диатомей.

Разные виды диатомовых водорослей имеют разные размеры, от 10 до 100 микрон. У них есть кремневый панцирь, состоящий из двух частей: одна половинка (крышка) чуть больше другой (основания). Как правило, в море клетки диатомеи после деления могут оставаться соединенными между собой в колонии в виде цепочек, матов или шариков, покрытых общей слизью, которую они выделяют через специальные отверстия в панцире. Если такие колонии содержат более 1000 клеток, то их размеры превышают 1мм и они уже видны невооруженным глазом. Их называют макроколониями, и у них появляются специальные приспособления, которых не было у отдельных клеток или простых колоний, в частности приспособления к плавучести.

Как макроколония может быстро спуститься вниз, понятно: клетки объединяются при помощи разного рода выростов или клейкой слизи, а потом вдруг начинают тонуть. Причем скорость погружения может быть очень большой - до 100 м/сутки. А как всплыть? Этот вопрос специально исследовали в лаборатории. Для этого в сосуд помещали 30 - 40 колоний. Если колонии больше двух часов находились в темноте, они опускались на дно сосуда. Но примерно через полчаса после включения света, на колониях становились видны микроскопические (40-50 мкм) пузырьки газа, и они приподнимались со дна. Через час колонии с пузырьками довольно равномерно распределялись по объему сосуда и медленно перемещались, но не ложились на дно и не собирались у поверхности. Пузырьки выполняли роль подводного лифта для скоплений одноклеточных водорослей. Поскольку пузырьки появлялись на колониях только на свету, ученые заключили, что это кислород, выделяемый водорослями в процессе фотосинтеза.

Но кислород выделяет каждая клетка. Почему же для того, чтобы плавать вверх и вниз, водорослям необходимо объединиться в колонию? А потому, что одиночная диатомея образует такой маленький пузырек, что он растворяется в воде быстрее, чем нарастает, и не может поднять клетку. Обнаруженный учеными подъемный механизм очень эффективен и, скорее всего, характерен не только для диатомей, но и для других одноклеточных водорослей.

ИнформНаука