Азот стимулирует рост токсичных водорослей

Исследователи из Университета Сан-Франциско обнаружили, что азот океана может стимулировать рост и токсичность группы фитопланктона, который может вызвать заболевания человека, сообщает портал sciencedaily.com.

Обычно встречающиеся в морских водах североамериканского Западного побережья, эти диатомовые водоросли (фитопланктон) рода Pseudo-nitzschia синтезируют мощный яд - домоевую кислоту. Если их численность увеличивается, высокая концентрация домоевой кислоты становиться опасной для здоровья человека, так как это химическое вещество накапливается в моллюсках. Также это может привести к заболеванию и смерти среди морских млекопитающих и птиц, которые употребляют в пищу мелкую рыбу, питающуюся, в свою очередь, планктоном.

"Независимо от источника, азот оказывает мощное воздействие на рост фитопланктона, который является основой морской пищевой пирамиды, независимо от того, является он токсичным или нет", - говорит Уильям Кохлан, старший научный сотрудник Центра Экологических исследований. "Ученые должны быть осведомлены о последствиях попадания в море загрязняющих окружающую среду источников азота".

Азот может образовываться естественным образом из-за прибрежного апвеллинга, который привлекает богатые питательными веществами воды, содержащей нитраты (наиболее стабильная форма азота), из глубин в поверхностные воды.

В лабораторных исследованиях Кохлан и бывший аспирант Морин Ауро обнаружили, что природные и антропогенные источники азота в равной степени поддерживают рост вредных водорослей и вызывают выработку домоевой кислоты.

Они также обнаружили, что эти мелкие диатомовые водоросли стали особенно токсичны при низких уровнях освещенности - состоянии, которое обычно замедляет рост фитопланктона. До 50-кратного увеличения токсичности при низких уровнях освещенности по сравнению с условиями, которые считали полезными для фитопланктона.

Ученым уже известно, что в некоторых крупных одноклеточных видах рода Pseudo-nitzschia токсичность возрастает, если клетки растут медленнее, но в предыдущих исследованиях замедление роста клеток было связано с ограничением жизненно важных питательных веществ таких, как силикаты. Однако последнее исследование показало, что токсичность этих небольших диатомовых водорослей зависит от типа азота, которые они потребляют. Слабая освещенность приводит к замедлению роста клеток фитопланктона, которые питались естественным нитратами, и делает их  более токсичными, чем клетки, которые питаются мочевиной или аммиачными загрязнителями.

"Наши результаты показывают, что рост этих вредоносных водорослей побережья Северной Америки от Британской Колумбии до Калифорнии на самом деле может быть связан с совершенно естественными причинами", - говорит Кохлан. Токсичные водоросли могут в значительной степени поддерживаться естественным подъемом азота.

"Это первое физиологическое исследование, чтобы посмотреть на условия окружающей среды, которые способствуют как росту, так и токсичности маленьких диатомовых водорослей",  - говорит Кохлан. "Полученные результаты могут пролить свет на то, почему эти микроорганизмы производят мощный нейротоксин, и на экологические преимущества для его производства".