Морские макрофитные водоросли и каннибализм трехиглой колюшки: в 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 прошла Беломорская студенческая научная сессия — 2023
В Санкт‑Петербургском государственном университете завершилась ежегодная конференция «Беломорская студенческая научная сессия 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入». Мероприятие традиционно было посвящено исследованиям, связанным с Арктическим регионом.
В?рамках конференции доцент 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Елена Тараховская (кафедра физиологии и?биохимии растений) выступила с?докладом ?Специфические метаболиты морских макрофитных водорослей: разнообразие, функции, прикладное значение?.
Морские макрофитные водоросли являются представителями таксономических групп Rhodophyta, Chlorophyta и?Phaeophyceae. В?процессе своей жизнедеятельности они?синтезируют и?накапливают в?клетках значительные количества специфических вторичных метаболитов?— разнообразных низкомолекулярных и?полимерных фенольных соединений, непротеиногенных аминокислот, терпенов, серосодержащих и?галогенорганических соединений. Многие из?подобных метаболитов задействованы в?обеспечении химической защиты водорослей от?паразитов, фитофагов и?обрастателей. Кроме того, некоторые вторичные соединения являются мощными фотопротекторами и?антиоксидантами.
Помимо защитных функций, специфические метаболиты могут использоваться водорослями в?качестве запаса азота, дополнительных фотосинтетических пигментов, осмолитов и?феромонов.
Большая часть этих?веществ проявляет значительную биологическую активность, и?в?настоящее время в?мире реализуются многочисленные проекты по?исследованию вторичных метаболитов водорослей в?прикладном плане: в?качестве перспективных природных антибиотиков, антиоксидантов, противоопухолевых препаратов, влагоудерживающих агентов и?биологически активных пищевых добавок.
Доцент?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Елена Тараховская (кафедра физиологии и?биохимии растений)
Елена?Тараховская подробно разобрала специфические метаболиты красных, бурых и?зеленых водорослей. Так, для?красных водорослей особенно характерно накопление бромфенолов и?сесквитерпенов, обладающих сильным антибиотическим действием. Эти?вещества синтезируются в?клетках многих представителей семейства Rhodomelaceae (р. Laurencia, Rhodomela, Vertebrata). Гигартиновые красные водоросли накапливают уникальные непротеиногенные аминокислоты с?высоким содержанием азота. Некоторые церамиевые водоросли синтезируют сильнейшие нейротоксины, каиноиды, а?также серосодержащие соединения, являющиеся основным биогенным источником диметилсульфида в?атмосфере Земли.
Проект Елены Тараховской выполняется при?поддержке РНФ (грант №?22?24?20039) и?СПбНФ (Соглашение №?35/2022).
Бурые водоросли известны прежде всего своими уникальными фенольными метаболитами, флоротаннинами. Содержание этих?веществ в?талломах некоторых видов (в?частности, у?представителей порядка Fucales) достигает 35?% сухой массы, что?превышает содержание белка в?клетках многих растений. Флоротаннины выполняют в?клетках бурых водорослей множество физиологических функций, среди которых структурные, защитные, антиоксидантные, ранозаживляющие и?морфогенетические.
Зеленые водоросли синтезируют и?накапливают разнообразные специфические алкалоиды (каулерпин, рацемозин и?другие) и?терпены. С?этой?точки зрения особенно известны представители родов Ulva и?Caulerpa, метаболиты которых проявляют значительную противоопухолевую и?противовирусную активность.
В?настоящее время детально исследована лишь малая часть вторичных метаболитов макроводорослей, и?список этих?интереснейших соединений постоянно пополняется, что?может в?перспективе привести к?серьезным прорывам в?области медицины и?пищевой промышленности.
Доцент?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Елена Тараховская (кафедра физиологии и?биохимии растений)
В?свою очередь доцент 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Михаил?Иванов (кафедра ихтиологии и?гидробиологии) рассказал о?каннибализме у?трехиглой колюшки (Gasterosteus aculeatus?L.) в?Белом море, а?также о?том, что?это?дает популяции такой маленькой и?колючей рыбки.
Как заметил докладчик, каннибализм широко распространен среди животных, в?том числе и?среди рыб. По?его?словам, у?беломорской трехиглой колюшки неоднократно показана значительная доля собственной икры в?питании во?время нереста. Цель работы ученых кафедры ихтиологии и?гидробиологии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, а?также кафедры эмбриологии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— понять роль эмбрионального каннибализма для?популяции беломорской трехиглой колюшки.
Колюшка?— самая многочисленная рыба в?Белом море, играющая ключевую роль в?его?экосистеме. Gasterosteus aculeatus?L. отличается необычным брачным поведением: перед нерестом самец строит шарообразное гнездо, куда приглашает самок, чтобы?они?отложили икру. Обычно в?гнездо откладывают кладки несколько самок. В?процессе ухода за?гнездом самец частично выедает икру, в?первую очередь неоплодотворенную и?больную, но?также при?необходимости и?нормальную, в?основном из?младших кладок. Однако наиболее сильно каннибализм проявляют самки и?самцы колюшки, не?занятые в?данный момент в?нересте. Они?нападают на?гнездо стаей и?полностью уничтожают кладку. В?основном гнезда разоряются на?ранних этапах существования.
?На?разных типах нерестилищ мы?оценивали численность колюшек (экз./м2) и?количество гнезд (шт./м2). В?гнездах затем определялось количество икры, стадии развития икринок и?соответственно их?возраст, доля поврежденных и?неоплодотворенных икринок. Исходя из?стадий развития икринок, определяли возраст гнезда и?время, затраченное на?его?формирование. Для?оценки каннибализма у?самцов и?самок колюшек оценивали: встречаемость колюшек, питающихся икрой, долю икры в?желудке, количество икры, доли поврежденной и?неоплодотворенной икры, соотношение стадий развития икры?,?— рассказал про методы исследования Михаил?Иванов.
В?результате работы ученым 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 удалось выявить две разновидности эмбрионального каннибализма колюшки в?Белом море:
- Каннибализм самца, охраняющего гнездо. Цель?— очистка гнезда от?ненужных икринок и?восполнение энергии. По?расчетам, икры в?гнезде хватит и?самцу на?полноценное питание, и?останется достаточно для?пополнения популяции
- Каннибализм самок и?самцов, не?имеющих гнезд. Количество икры, приносимое колюшками на?нерест в?Белом море, избыточно. Исходя из?численности колюшек на?нерестилищах и?плотности расположения гнезд, без каннибализма отнереститься удалось?бы максимум 20?%?колюшек. Каннибализм позволяет, с?одной стороны, поддерживать высокое ?нерестовое давление??— занимать все возможные для?нереста биотопы, со?второй?— утилизировать внутри вида всю энергию, содержащуюся в?икре и?не?пошедшую на?воспроизводство потомства, с?третьей?— поддерживает очень жесткую внутривидовую конкуренцию на?отбор самцов, сумевших защитить свое гнездо и?вырастить потомство
Проект ученых 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 выполняется при?поддержке гранта РНФ 22?24?00956.
Авторы исследования отдельно выражают благодарность администрации УНБ?188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 ?Беломорская? за?возможность круглогодичной работы на?Белом море. Подробнее о?научной группе и?ее?работе можно прочитать на?сайте проекта ?Колюшка Белого моря и?ее?роль в?экосистеме, или Рыбка моей мечты?.
Конференция ?Беломорская студенческая научная сессия 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入? (БСНС) является площадкой, на?которой молодые ученые могут поделиться результатами своих оригинальных исследований в?дружелюбной атмосфере. Для?студентов младших курсов БСНС является прекрасной возможностью попробовать свои силы в?формате постерного или устного доклада и?представить свои (даже самые первые) результаты.