Мидии - популярные морепродукты в северной Германии. Мидии в своих иссиня-черных раковинах водятся в приливных зонах прибрежных зон. Как и многие существа в океанах, которые защищаются от хищников известковой раковиной, мидии подвергаются опасности из-за возрастающего окисления морской воды, вызванного поглощением из атмосферы дополнительного углекислого газа, который растворяется в морской воде. Мидии очень чувствительны к снижению pH на ранних стадиях жизни. Одной из важных причин этого является огромная скорость обызвествления на личиночной стадии: между первым и вторым днем жизни они образуют обызвествленный панцирь, который соответствует весу остальной части их тела. Этот процесс изучается учеными из Киля и публикуется в международном журнале Nature Communications.
«Впервые мы использовали два разных метода, чтобы понять кальцификацию личинок в скорлупе от одного до двух дней, чтобы оценить их чувствительность к изменению климата», - объясняет Кирти Рамеш, первый автор исследования и доктор философии. студент группы экофизиологии в GEOMAR и в Интегрированной школе наук об океане (ISOS) Кластера передового опыта «Океан будущего». «С помощью флуоресцентных красителей и специализированных методов микроскопии мы смогли проследить отложение карбоната кальция в живых личинках и показать, что карбонат кальция не образуется внутриклеточно, как считалось ранее. Более вероятно, что кальций поступает непосредственно из морской воды и транспортируется к раковине с помощью специфических транспортных белков. Затем очень близко к скорлупе происходит образование карбоната кальция», - объясняет Кирти Рамеш.
На втором этапе команда изучила абиотические условия непосредственно под раковиной. С помощью крошечных стеклянных микроэлектродов измеряли кальций, рН и карбонаты у личинок размером всего десятые доли миллиметра. «Впервые нам удалось показать, что личинки мидий способны повышать рН и концентрацию карбонатов под раковиной, что приводит к более высокой скорости кальцификации», - объясняет д-р Франк Мельзнер, руководитель отдела экофизиологии. Рабочая группа ГЕОМАР. «Однако с усилением подкисления значения pH ниже скорлупы также снижаются, что приводит к снижению скорости кальцификации, а при очень высоких концентрациях CO2 происходит растворение скорлупы и повышенная смертность», - продолжает Мельзнер. Однако интересно, что раковины растворяются только при очень низких значениях рН, что позволяет предположить, что органические составляющие раковины личинок мидий вносят свой вклад в устойчивость к растворению.
«С этими результатами мы можем установить прямую зависимость между скоростью кальцификации мидий и карбонатным химическим составом морской воды», - объясняет профессор доктор Маркус Блайх, глава Физиологического института Кильского университета. По мнению Блейха, причиной высокой чувствительности личинок мидий к подкислению является ограниченная способность личинок мидий к ионному регулированию.
Что дальше? «Мы будем использовать генетические и протеомные методы, чтобы выяснить, какие белки играют роль в переносе кальция и карбонатов, а какие органические вещества в панцирях повышают их устойчивость к растворению. Результаты нашей лаборатории показывают, что некоторые популяции мидий, особенно из Балтийского моря, более устойчивы к окислению океана. "Мы думаем, что ключом к повышению устойчивости раковин мидий к растворению является изменение органических компонентов раковины", - говорит Мельзнер. Более устойчивые популяции могут, наконец, стать победителями изменения климата.