Language
Country/Area
No result found
Изменение цвета у Dunaliella: как окружающая среда влияет на его внешний вид?
Дуналиелла — это одноклеточная фотосинтезирующая зеленая водоросль, известная своей способностью выживать в чрезвычайно соленой среде. Хотя большинство видов Dunaliella обитают в морской среде, некоторые пресноводные виды встречаются редко. Некоторые виды этого рода способны накапливать относительно большие количества бета-каротина и глицерина в экстремальных условиях выращивания, таких как высокая интенсивность света, высокие концентрации соли и ограниченные уровни кислорода и азота. Несмотря на это, Дуналиелла до сих пор широко распространена в озерах и лагунах по всему миру. Виды Dunaliella трудно отличить только по морфологии и физиологии, поскольку у них отсутствует клеточная стенка, и они могут менять форму, а также имеют разные пигменты, меняющие цвет в зависимости от условий окружающей среды. Благодаря молекулярно-филогенетическому анализу становится критически важным определить таксономическую систему Dunaliella.
Дуналиелла изучается уже более ста лет и стала важным модельным организмом для изучения процесса адаптации водорослей к солеустойчивости.
Эволюция истории и знаний
Дуналиелла была впервые обнаружена в 1838 году французским ботаником Мишелем-Феликсом Дюналем и получила название Haematococcus salinus. Однако, когда в 1905 году это существо было официально описано и названо новым родом, название Делустер было изменено на Дуналиелла в честь первооткрывателя. Чтобы описать род, де Люст изучил живые экземпляры из румынских соленых озер, записывая цвет, движение и общие морфологические характеристики. В том же году другой биолог, Клара Гамбург, также описала род, но, к сожалению, статья Де Ласт была опубликована раньше ее. С тех пор постепенно проводились различные исследования Дуналиеллы, такие как расширение Кавалой в 1906 году исследований соляных ванн в Гамбурге, исследование Пирса в 1914 году по Соленому морю в Калифорнии и экологические исследования Рабе.
В 1906 году де Люст описал два вида, Dunaliella salina и Dunaliella viridis, которые можно было отличить по размеру и цвету. Более поздние исследования показали, что красный цвет D. salina обусловлен накоплением большого количества каротина, тогда как D. viridis представлял собой меньший по размеру зеленоватый вариант. В 1921 году Рабе провел исследование, в ходе которого поместил Дуналиеллу в среду с более низкой соленостью и заметил, что существа адаптировались к новой среде и стали более зелеными. Это открытие подчеркивает изменения цвета, вызванные накоплением каротина при чрезвычайно высокой солености.
Среда обитания и экология
Галофильные виды, такие как Dunaliella salina, процветают в экстремальных условиях, таких как соленые озера, соляные котлованы и кристаллизационные пруды по всему миру. Их солеустойчивость позволяет им отличаться от других организмов и становиться ключевыми первичными производителями в гиперсоленых экосистемах. Более того, Дуналиелла считается основной пищей мелких фильтраторов и разнообразных планктона.
Например, в Большом Соленом озере Dunaliella является доминирующим первичным продуцентом в Северном заливе, а также важным компонентом фотосинтетического сообщества в Южном заливе.
В этих чрезвычайно соленых средах Dunaliella может накапливать большое количество внутриклеточного глицерина в течение длительного периода времени, чтобы противостоять высокому внешнему осмотическому давлению. Это позволяет им воспроизводиться и справляться с проблемами выживания в экстремальных условиях.
Морфология и клеточные процессы
Дуналиелла — это колеблющиеся зеленые водоросли, форма которых варьируется от вида к виду, включая овальную, яйцевидную и цилиндрическую. На определенных стадиях роста клетки Дуналиеллы могут превращаться в круглые спящие тельца. Клетки обычно имеют длину от 7 до 12 микрон и варьируются в зависимости от условий окружающей среды, таких как изменения освещенности, солености и поступления питательных веществ. Клетки D. salina значительно крупнее, обычно от 16 до 24 микрон в длину.
Два жгутика этих клеток одинаковой длины примерно в 1,5–2 раза длиннее клетки и могут быстро качаться, продвигая клетку вперед. Клеточная мембрана Dunaliella имеет очевидное толстое липкое покрытие и не имеет синтетических транспортных пузырьков, что делает ее более гибкой для адаптации.
В условиях высокой интенсивности света и солености накопление бета-каротина может привести к тому, что клетки приобретут цвет от оранжевого до красного.
Жизненный цикл
Клетки Дуналиеллы размножаются половым путем в неблагоприятных условиях. Когда две гаплоидные подвижные клетки вступают в контакт, они сливаются, образуя толстостенную диплоидную зиготу, которая может выдерживать суровые условия до тех пор, пока не вернется подходящая среда. После этого зигота подвергается мейозу, высвобождая десятки гаплоидных дочерних клеток. Это эффективная стратегия выживания, когда текущая экологическая среда меняется, например, из-за высокой солености или недостатка влаги.
Если мы не проверим заново способность Дуналиеллы адаптироваться к окружающей среде, мы можем упустить возможность понять, как реагировать на будущие изменения окружающей среды.
Цвет Дуналиеллы тесно связан с экологией. Это уникальное изменение внешнего вида заставляет нас глубоко задуматься о стратегии выживания этой водоросли и ее взаимодействии с окружающей средой. Как, по вашему мнению, изменения окружающей среды повлияют на водорослевые экосистемы в будущем?
