Adaptácie jednobunkových rias na morské prostredie chudobné na železo

Abstract

Iron is limiting the growth of phytoplankton in 30% of the world's oceans. Organisms living in these HNLC (High Nutrient Low Chlorophyll) areas have developed a number of strategies to cope with this stress. These adaptations include optimization of iron uptake by the cell, special high-affinity iron uptake mechanisms that are up to 1000 times more efficient than in terrestrial plants but also in related lineages from eutrophicated coastal waters. In addition to efficient iron uptake, these organisms spare iron through modification of the enzymatic, especially photosynthetic apparatus as well as by storing iron using specialized proteins when its concentration in the environment increases sporadically. A closer understanding of these organisms will help us to better understand their problems in a changing climate. It will also help us to understand how they can be used to help mitigate the global climate change. Keywords: adaptation, extreme environment, photosynthesis, phytoplankton, HNLC, climate change, ocean, iron

Železo limituje rast fytoplanktónu v 30 % plochy svetových oceánov. Organizmy žijúce v týchto HNLC (High Nutrient Low Chlorophyll) oblastiach si vyvinuli množstvo stratégií, ako sa s týmto stresom vysporiadať. Medzi tieto adaptácie patrí optimalizácia príjmu železa bunkou, špeciálne vysoko afinitné mechanizmy príjmu železa, ktoré sú až 1000x efektívnejšie ako pri pozemských rastlinách ale aj pri príbuzných líniách z eutrofizovaných vôd pobrežia. Okrem efektívneho príjmu železa s ním tieto organizmy šetria prostredníctvom modifikácie enzymatického, najmä fotosyntetického aparátu ako aj uskladnením železa pomocou špecializovaných proteínov pri sporadickom zvýšení jeho koncentrácie v prostredí. Bližšie poznanie týchto organizmov nám pomôže lepšie porozumieť ich problémom v čase meniaceho sa podnebia. Taktiež nám pomôže pri porozumení možnosti ich využitia na zmiernenie globálnej zmeny klímy. Kľúčové slová: adaptácia, extrémne prostredie, fotosyntéza, fytoplanktón, HNLC, klimatická zmena, oceán, železo