У берегов Японии обитают «живые розовые камни», помогающие накапливать углерод

Фото из открытых источников

Некоторые виды настолько легко не заметить, что они могут столетиями оставаться незамеченными. Так обстоит дело с родолитами, которые напоминают маленькие розовые камешки на морском дне, но на самом деле являются живыми водорослями.

Эти необычные организмы помогают поддерживать морские экосистемы, предоставляют убежище бесчисленным морским существам и даже способствуют долгосрочному хранению углерода.

Теперь ученые, изучающие более глубокие воды у берегов японского острова Танегасима, обнаружили удивительно богатое сообщество этих живых структур. Результаты исследования были опубликованы в Journal of Phycology.

В ходе своей работы они обнаружили четыре ранее не наблюдавшихся вида и показали, что жизнь в более глубоких водах может кардинально отличаться от жизни всего в нескольких десятках футов над ними.

Остров Танегасима расположен к югу от Кюсю в префектуре Кагосима в Японии. Этот район уже известен своим впечатляющим морским биоразнообразием. Теплая вода, переносимая течением Куросио, и уникальный подводный ландшафт региона создают идеальные условия для разнообразной морской жизни.

Самые последние открытия были сделаны в мезофотической зоне — области океана, получающей ограниченное количество солнечного света и простирающейся на глубину от 98 до 492 футов. Хотя ученые годами изучали эту зону, многие виды водорослей в ней до сих пор плохо изучены.

Исследователи из Университета Хиросимы идентифицировали четыре ранее неизвестных вида кальцифицирующих красных водорослей, обычно называемых коралловыми водорослями, которые образуют родолиты. Команда также обновила научные описания двух групп коралловых водорослей, добавив новые детали к пониманию учеными этих организмов.

Родолиты представляют собой несвязанные, похожие на гальку узелки, образованные в основном кораллиновыми водорослями, и их скопления являются крупнейшим по площади местообитанием водорослей в морских экосистемах.

«Эти экосистемы встречаются в широком диапазоне глубин, от мелководья до глубоководных районов, и обеспечивают важнейшую среду обитания, поддерживающую морское биоразнообразие», — говори соавтор исследования Аки Като из Центра исследований углеродной нейтральности Внутреннего моря Сето при Хиросимском университете. «Благодаря своей кальцинированной структуре родолиты способствуют долговременному хранению углерода в морских отложениях, что делает их все более актуальными в контексте «голубого углерода» и изменения климата».

Родолитовые отложения часто сравнивают с подводными средами обитания, поскольку они создают сложные поверхности, на которых могут жить мелкие животные, рыбы и другие морские организмы. Их роль в хранении углерода также привлекает все большее внимание, поскольку ученые ищут природные системы, которые помогают улавливать углерод в течение длительных периодов времени.

Исследовательская группа собрала образцы со дна моря примерно в 10 километрах от западного побережья Танегасимы на глубине от 30 до 40 метров. После консервации образцов они использовали секвенирование ДНК и микроскопический анализ для идентификации водорослей.

Ученые исследовали несколько генетических маркеров, обычно используемых для определения эволюционных связей между водорослями. Когда ДНК указывала на то, что организм может представлять собой неизвестный вид, команда тщательно изучала его физическую структуру с помощью светового и сканирующего электронного микроскопов.

В ходе исследования было выявлено по меньшей мере 12 видов коралловых водорослей, принадлежащих к пяти родам. Четыре вида оказались совершенно новыми для науки: Orientalilithon compactum, Roseolithon aggregatum, Roseolithon sparsituberculatum и Sporolithon variotuberculatum.

При описании вида O. compactum исследователи также впервые задокументировали наличие мужских и женских репродуктивных структур в роде Orientalilithon.

«Таксономия обеспечивает необходимую основу для того, чтобы сделать биоразнообразие видимым и определить биологические единицы, являющиеся предметом научных исследований», — объясняет Като.

Данная работа выходит за рамки анализа ДНК и включает в себя выявление отличительных признаков, определение видов и родов, а также формальное описание новых таксонов.

Одно из самых неожиданных открытий исследования касалось мест обитания этих водорослей. Команда выявила 12 видов коралловых водорослей, образующих родолиты в более глубоких водах вокруг острова Танегасима.

Однако исследователи обнаружили лишь три из этих видов в ближайшем неглубоком слое родолитов, расположенном на глубине всего 1 метра.

«Примечательным результатом этого исследования является то, что на разных глубинах в пределах одной и той же морской акватории могут существовать совершенно разные биологические сообщества», — сказал соавтор исследования Мин Кхант Кьяу из Центра исследований углеродной нейтральности Внутреннего моря Сето при Хиросимском университете.

Полученные данные резко отличаются от того, что ученые наблюдали у других водорослей. Предыдущие исследования показали, что примерно 80 процентов видов мясистых красных водорослей в этом регионе встречаются как в мезофотических, так и в мелководных местообитаниях.

Результаты исследования показывают, что коралловые водоросли следуют определенной экологической модели. Их видовой состав резко меняется в зависимости от глубины, а не остается относительно постоянным.

По мнению исследователей, такие факторы, как свет, температура, характеристики экосистемы, барьеры для распространения и взаимодействие между видами, могут способствовать этим изменениям. Понимание того, как эти силы формируют сообщества коралловых водорослей, может помочь объяснить их необычно разное распространение.

Исследователи предполагают, что теплая вода у морского дна помогает объяснить исключительное разнообразие видов, обнаруженных вокруг острова Танегасима. Необычно ясная погода, позволяющая солнечному свету проникать глубже, также может играть важную роль.

Многие загадки остаются неразгаданными. Ученые до сих пор не знают, насколько обширны залежи родолитов в этом регионе и встречаются ли четыре недавно обнаруженных вида где-либо еще.

«Наша цель — переоценить видовое разнообразие коралловых водорослей, сосредоточив внимание на японских таксонах, используя молекулярные и морфоанатомические данные», — сказал Като.

Ученые идентифицировали более 700 видов коралловых водорослей по всему миру, но классифицировали многие из них, используя только физические характеристики, и еще не подтвердили их с помощью генетического анализа. Исследователи надеются, что их работа позволит получить более полную картину разнообразия коралловых водорослей и укрепит основу исследований морского биоразнообразия.