Всматриваясь в 2016 году в окуляр микроскопа, Дания Альбини (Dania Albini) увидела поедающую водоросли водяную блоху дафнию. Ее кишечник казался зеленым, наполненным только что поглощенными крошечными кусочками водорослей Chlorella Vulgaris. Но она также заметила ярко-зеленые пятна этого фитопланктона в совершенно неожиданном месте: в выводковой сумке дафнии.
«Для меня это было неожиданностью», — сказала Альбини, в то время работавшая экологом водной среды в университете Суонси в Уэльсе.
Колонизация продолжалась, и водоросли обволакивали все новые яйца этого крошечного создания, убивая часть из них. Из-за этого потомства у дафнии оказалось меньше. Свои наблюдения и выводы Альбини изложила в работе, опубликованной в среду в научном журнале «Роял Сосаети Оупен Сайнс» (Royal Society Open Science). Поскольку водоросли остались живы, у ученых возникли подозрения, что хлорелла прибегает к наступательной стратегии, а не к типичной для нее обороне, чтобы защититься от растениеядных.
«Получается, что добыча атакует хищника, и это весьма неожиданно, — сказала Альбини. — Так может поступить паразит, но не еда. Это поразительно».
Фитопланктон обычно состоит из одноклеточных фотосинтезирующих организмов, которые формируют основу пищевых цепочек в водной среде. К ним относятся микроскопические водоросли типа хлореллы, которые плавают на поверхности озер и прудов, становясь легкой добычей для широко распространенного зоопланктона, такого как большая дафния. Чтобы удержать дафний на расстоянии, некоторые микроводоросли формируют шипы, выделяют яды или собираются в комки, которые хищник не в состоянии проглотить.
Однако иногда хлорелла попадает внутрь организма хищника, но не в его чрево в качестве пищи, а в камеру, где размещается потомство зоопланктона. В этой выводковой камере циркулирует вода, питающая молодь кислородом и питательными веществами. Похоже, что с водой туда попадают и клетки водорослей. Ученые в ходе лабораторных экспериментов с созданием естественных условий выяснили, что находясь в этой камере, водоросли живут и могут плодиться.
Когда водоросли колонизируют выводковую сумку, зоопланктон практически перестает производить жизнеспособные яйца. Исследователь планктона из университета Суонси Кам Танг (Kam Tang), также принимавший участие в исследовании Альбини, считает, что вырабатываемый клетками хлореллы «биологический клей» помогает им приклеиваться друг к другу, а возможно также к стенкам выводковой камеры и к яйцам. Тем самым микроводоросли подавляют рост нового поколения зоопланктона.
Столь необычное поведение клеток хлореллы внутри репродуктивных камер пасущихся растениеядных удивило эколога морской среды Томаса Кьорбе (Thomas Kiørboe), работающего в Техническом университете Дании и не участвовавшего в исследовании. «Но может быть, раньше никто этого просто не замечал?» — сказал он.
Почему хлорелла совершает такое пагубное вторжение? Ученые предполагают, что такая агрессивная стратегия защищает клетки водорослей от поедания и постепенно приводит к уменьшению популяции зоопланктона в озерах.
Однако по-прежнему неизвестно, выбирается ли наружу хлорелла, попавшая в выводковую сумку дафнии, или она остается внутри. «Нет оснований полагать, что это приносит пользу водорослям, — говорит эволюционный биолог Дитер Эберт (Dieter Ebert), работающий в Швейцарии в Базельском университете и не участвовавший в проведенном исследовании. — У них нет шансов выбраться наружу».
Томас Кьорбе тоже сомневается, что для хлореллы это стратегия выживания. Пока мы не узнаем, что отдельные клетки хлореллы внутри выводковых сумок сами получают какую-то выгоду от пребывания там, эту интерпретацию можно оспаривать, говорит он.
Ученые планируют провести долговременный эксперимент, чтобы, среди прочего, посмотреть, не выбираются ли клетки водорослей наружу после смерти дафнии.
«Очень трудно изучать явление, которое является неординарным, — говорит Танг. — Особенно если оно противоречит широко распространенному мнению».