Фаеоцистис

Фаеоцистис
Phaeocystis globosa
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
(без рейтинга):	Гаптофитовые водоросли
Сорт:	Примнезиофитовые
Заказ:	Фаеоцисталес
Семья:	Phaeocystaceae
Род:	Фаеоцистис Лагерхайм, 1893 г.

Phaeocystis — род водорослей, принадлежащих к классу Prymnesiophyte и более крупному отделу Haptophyta . ^[1] Это широко распространенный морской фитопланктон , который может функционировать в широком диапазоне температур ( эвритермный ) и солености ( эвригалинный ). ^[2] Представители этого рода обитают в открытом океане, а также в морском льду. ^[3] Он имеет полиморфный жизненный цикл, варьирующийся от свободноживущих клеток до крупных колоний. ^[2]

Способность образовывать плавающую колонию является одним из уникальных свойств Phaeocystis — сотни клеток заключены в полисахаридную гелевую матрицу, которая может значительно увеличиваться в размерах во время цветения . ^[3] Самые крупные цветения Phaeocystis образуются в полярных морях: P. pouchetii на севере и P. antarctica на юге. ^[1] Эта интенсивная продуктивность Phaeocystis обычно сохраняется в течение примерно трехмесячного периода, охватывая большую часть лета в Южном полушарии. Экосистемы, богатые Phaeocystis, обычно связаны с коммерчески важными запасами ракообразных, моллюсков, рыб и млекопитающих. Phaeocystis может оказывать негативное воздействие на более высокие трофические уровни в морской экосистеме и, как следствие, на деятельность человека (такую ​​как рыбоводство и прибрежный туризм), образуя пахучую пену на пляжах во время спада цветения. ^[4]

Способность образовывать крупные цветки и его повсеместное распространение делают Phaeocystis важным участником океанического углеродного цикла . ^{[5] [6]} Кроме того, Phaeocystis производит диметилсульфид (ДМС), ключевой элемент в цикле серы . ^{[7] [8]}

Свободноживущие формы Phaeocystis распространены по всему миру и встречаются в различных морских местообитаниях, включая прибрежные океаны, открытые океаны, полярные моря и морской лед. ^[10] В настоящее время к роду отнесено семь видов: P. antarctica , P. jahnii , P. globosa , P. pouchetti , P. scrobiculata (не в культуре), P. cordata и P. rex . ^[11] Три вида ( P. globosa , P. pouchetii и P. antarctica ) связаны с образованием цветения в богатых питательными веществами районах, ^[12] которое может происходить как естественным образом (например, в море Росса , Гренландском море или Баренцевом море ), так и из-за антропогенного воздействия (например, в Южной бухте Северного моря или Персидского залива ). Как правило, P. globosa цветет в умеренных и тропических водах, тогда как P. pouchetii и P. antarctica лучше приспособлены к холодным температурам, преобладающим в арктических и антарктических водах соответственно. Однако P. pouchetii также переносит более высокие температуры ^[13] и был замечен в умеренных водах. ^[14]

Сравнение геномов показало, что область спейсера RUBISCO (расположенная в пластидной ДНК между двумя субъединицами фермента 1,5-бисфосфаткарбоксилазы) высококонсервативна среди близкородственных колониальных видов Phaeocystis и идентична у P. antarctica , P. pouchetii и двух теплоумеренных штаммов P. globosa , с заменой одного основания у двух холодноумеренных штаммов P. globosa . ^[15]

Phaeocystis может существовать как свободноживущие клетки или колонии. Свободноживущие клетки могут иметь различную морфологию в зависимости от вида. Все виды могут существовать как чешуйчатые жгутиконосцы , и это единственная форма, которая наблюдалась для P. scrobiculata и P. cordata . Три вида наблюдались как колонии ( P. globosa , P. pouchetii и P. antarctica ), и они также могут существовать как жгутиконосцы, лишенные чешуек и нитей. ^[16] В колониях Phaeocystis кожа колонии может обеспечивать защиту от более мелких травоядных зоопланктона и вирусов. ^[17]

Хотя гаплоидно-диплоидный жизненный цикл предполагается у других видов ( P. pouchetii и P. antarctica ), он наблюдается только у P. globosa . В этом цикле половое размножение доминирует при формировании/прекращении цветения колонии, и существуют два типа вегетативного размножения . ^[16]

Род Phaeocystis является основным производителем 3-диметилсульфониопропионата (ДМСП), предшественника диметилсульфида (ДМС). Биогенный ДМС ежегодно вносит в атмосферу около 1,5×10 ¹³ г серы и играет важную роль в глобальном цикле серы, который может влиять на образование облаков и, потенциально, на регулирование климата. ^[1]

Виды Phaeocystis являются эндосимбионтами радиолярий акантарии . ^{[18] [19]} Акантарии, собранные в разных океанических бассейнах, содержат различные виды Phaeocystis в качестве своих доминирующих симбионтов : P. antarctica обнаружена как основной симбионт акантарии в Южном океане, а P. cordata и P. jahnii входят в число доминирующих симбионтов, обнаруженных у акантарии, собранных в теплых олиготрофных регионах Индийского и Тихого океанов. ^[18] В дополнение к описанным видам Phaeocystis , последовательности, принадлежащие к молекулярной кладе Phaeo02, часто составляют большинство симбиотических последовательностей, извлеченных из акантарии в тепловодных регионах. ^{[18] [19]} Является ли этот симбиоз истинным мутуализмом, при котором оба партнера получают выгоду, является предметом споров. ^[20] Экстремальное клеточное ремоделирование наблюдается у симбиотического Phaeocystis , включая резкое увеличение числа хлоропластов и увеличенную центральную вакуоль. ^{[18] [19]} Это фенотипическое изменение, вероятно, вызвано хозяином для увеличения фотосинтетического выхода симбионтов, но если оно делает симбиотические клетки неспособными к будущему делению клеток, симбиоз является тупиком для Phaeocystis . ^[20] Симбиоз экологически значим, поскольку он создает первичные очаги производства в регионах с низким содержанием питательных веществ, ^[21] но еще предстоит определить, как симбиоз повлиял на эволюцию Phaeocystis .