site.btaКакво е диатомист и има ли връзка между Южния океан и Черно море?

26.08.2021 10:44

(БТА)

Моменти от работата на терен за събиране на материали и данни за средата. Вдясно – развитие на биофилм от кремъчни водорасли върху изкуствен субстрат (плочки плексиглас) в хода на експеримента в Антарктика.

Диатомеите (кремъчни водорасли) са микроскопични едноклетъчни водорасли, чиито клетки са като затворени в “кутийка”, изградена от вещество, наподобяващо опала. Оттук идва и българското име за тази група организми. Кремъчните водорасли живеят в моретата и океаните, в реките, в езерата, но дори и на сушата – в почвите и сред мъховете. Въпросът колко точно вида кремъчни водорасли съществуват на нашата планета няма точен отговор – между няколко десетки или няколко стотици хиляди различни видове, разпространени от тропиците до полярните райони на Земята.

Въпреки микроскопичните си размери, които рядко надхвърлят 200 µm, кремъчните водорасли имат изключително важна роля на планетата:

като фотосинтетични организми във водните екосистеми те участват активно в глобалните цикли на въглерода и кислорода. Изчисленията показват, че между 20 и 50% от кислорода на планетата ни е резултат от фотосинтезата на кремъчни водорасли;

тъй като използват силициев двуокис за изграждането на опаловите си клетъчни стени, те активно участват и в кръговрата на силикатите;

заедно с други водорасли те са в основата на хранителните вериги и предоставят жизнено важни хранителни вещества на други организми;

бентосните кремъчни водорасли са отлични обрастватели на различни потопени във водата субстрати, а биофилмът, който те образуват на повърхността на субстрата, спомага за по-нататъшното развитието на организмовите съобщества;

видовете кремъчни водорасли са много чувствителни към промени в средата им на обитание, което заедно с бързия им цикъл на развитие и размножаване ги прави едни от най-добрите биологични индикатори за изменения в средата. Значителната част от изследванията върху кремъчни водорасли през XX век всъщност са насочени точно към употребата им като индикатори за промени в качеството на водата, най-вече за целите на мониторинга на реките. Морските видове, и особено видовете от морския бентос и техните екологични предпочитания, са значително по-слабо изследвани в глобален мащаб, което в голяма степен се дължи и на трудностите при събирането на материали от морски местообитания.

Кремъчни водорасли под сканиращ електронен микроскоп. Структурните елементи на клетъчната стена служат за разграничаване на видовете. Бялата скала отговаря на 10 микрометра.

Макар диатомеите да стават известни на науката още през XVII век, едва след 30^те години на XX век възниква професията „диатомист” – учен, който изследва кремъчни водорасли. Това е нелека задача, защото идентификацията на видовете се основава на комплекс от белези на силикатната клетъчна стена на клетките, различен за всеки вид. Основоположник на диатомейната школа в България е проф. дбн Добрина Темнискова, а един от нейните ученици и последователи е доц. д-р Ралица Зидарова. Тя изследва кремъчни водорасли от Антарктика. Предходните ѝ работа е свързана основно с видовата идентичност и географското разпространение на сладководни и сухоземни видове от Южните Шетландски острови. В екип с диатомисти от Белгия и Чехия открива и описва над 90 нови вида кремъчни водорасли, ендемични за Антарктика. Носител е на наградата на L'Oréal и UNESCO „За жените в науката” за 2012 г. В последните няколко години, като част от научния екип на от Института по океанология „Проф. Фритьоф Нансен” към Българската академия на науките д-р Зидарова насочва изследванията си към морския бентос – и в Антарктика, и по черноморското ни крайбрежие.

Районът на Антрактическия полуостров (вкл. Южните Шетландски острови, където се намира българската полярна база „Св. Климент Охридски”) днес е един от най-бързо затоплящите се райони на света. С климатичните промени и повишаването на температурите на въздуха ледниците по антарктическото крайбрежие се топят активно, с което по крайбрежията навлиза сладка вода, съответно се изменя значимо и солеността на морската вода. Внасяните в морето седименти от ледниковите потоци силно намаляват прозрачността на водата, с което намалява количеството светлина във водната колона, а това засяга живота и развитието на всички фотосинтетични организми. Изменя се и химизмът на водата. С отдръпването на ледниците се откриват и нови субстрати за колонизация и развитие на организмови съобщества. За да проучат как измененията в климата могат да повлияят на морските кремъчни водорасли от антарктическото крайбрежие, д-р Ралица Зидарова и колектив изследват скоростта на колонизация и видовия състав от кремъчни водорасли по крайбрежието на о. Ливингстън, с проект, финансиран от Националния център за полярни изследвания. За целта използват изкуствени субстрати, по които кремъчните водорасли се прикрепят, и които потапят на няколко различни дълбочини и в различна отдалеченост от ледници край бреговете на о. Ливингстън. Оказва се, че на малка дълбочина в условия на активно топене на ледници колонизацията и развитието на съобществата от кремъчни водорасли може да бъде ускорено, а на по-голяма дълбочина, където ефектът от седиментния вток е по-силен, обратно – развитието им може да бъде забавено. Друга цел на работата е на д-р Зидарова и колектив е да предоставят фундаментални данни за морските бентосни кремъчни водорасли от Антарктика. Липсата на достатъчно данни за тази група организми от Южния океан прави невъзможно регистрирането и проследяването на промените в състава на съобществата им, които промени иначе биха могли да дадат информация за изменения в средата. При изследване на видовото разнообразие от морски бентосни кремъчни водорасли от изкуствени и естествени местообитания от Южния залив на остров Ливингстън е открито и неочаквано голямо за района видово богатство – 133 вида.

Друг проект на д-р Зидарова и колектив е проучване на бентосната диатомейна флора по черноморското ни крайбрежие и потенциалът за използване на видовете като индикатори за антропогенен натиск. Проектът е финансиран от Фонд „Научни изследвания”. Черно море e уникална екосистема, а поради затворения си характер то е изключително податливо на еутрофикация, породена от човешката дейност по крайбрежието. За съжаление кремъчните водорасли от морския бентос на Черно море са и много слабо познати – у нас са правени едва няколко изследвания на морски бентосни кремъчни водорасли, при това преди повече от 30 години. Първите данни от текущите анализи, направени и със съвременна техника, показват много голямо видово богатство, а голяма част от видовете са и непознати на науката. Интересните находки тук тепърва предстоят.