Группа микробиологов-экологов под руководством доктора Йозефа Ниссимова, профессора Университета Ватерлоо, впервые экспериментально продемонстрировала, что когда вирусы заражают и убивают Microcystis aeruginosa, распространенный вид, ответственный за вредоносное цветение водорослей (ВЦВ), они вызывают выброс большого количества токсина микроцистина -LR в воду из инфицированных клеток. Статья опубликована в журнале Microorganisms.
Микроцистин-LR-токсин, известный токсин печени, оставался в воде на уровне примерно в 40 раз выше рекомендуемой концентрации для рекреационных вод в течение нескольких дней после того, как инфицированные клетки погибли, даже когда сама вода казалась чистой. Это открытие имеет важное значение, поскольку прозрачность воды часто является основным визуальным признаком для запуска дополнительных испытаний, которые в конечном итоге могут определить безопасность воды для питья и рекреационного использования.
«Наши исследования показывают, что связь между вирусами и токсичными водорослями сложнее, чем мы думали. Нам нужно лучше понять эти взаимодействия, прежде чем мы сможем рассматривать вирусы как нечто, выступающее в качестве естественной стратегии контроля ВЦВ», - подчеркнул Ниссимов.
Токсичные водоросли вызывают глобальную озабоченность. В зависимости от вида, ответственного за цветение, воздействие может привести к кожной сыпи, расстройству желудка, повреждению печени и неврологическим проблемам. Домашние животные и скот также могут получить проблемы со здоровьем от воздействия загрязненной воды. В Канаде микроцистины являются единственными водорослевыми токсинами, для которых существуют национальные рекомендации по использованию воды для питья и отдыха, что делает это открытие особенно актуальным для регулирующих органов и лиц, принимающих решения.
ВЦВ может привести к появлению так называемых мертвых зон, где кислород в воде истощается, что создает риск гибели рыб и других водных организмов. Помимо этих непосредственных последствий, ВЦВ часто приводит к закрытию пляжей, рыболовных хозяйств и прибрежных зон отдыха. В Великих озерах вредоносное цветение водорослей, вызванные M. aeruginosa, происходят ежегодно, причем наиболее частые и серьезные из них наблюдаются в западной части озера Эри.
Работа открывает двери для дальнейших исследований, включая изучение того, как изменение климата может повлиять на динамику между вирусами, водорослями и высвобождением токсинов. Температура и загрязнение питательными веществами являются ключевыми факторами, делающими ВЦВ более частыми и широко распространенными во всем мире. Еще одна область для будущих исследований - как микроцистин-LR и другие токсины ВЦВ метаболизируются и уменьшаются другими организмами в окружающей среде, и как можно противостоять их избыточному высвобождению из инфицированных клеток.
Исследователи утверждают, что их выводы могут помочь в разработке более эффективных стратегий прогнозирования и смягчения последствий ВЦВ, что в конечном итоге поможет правительствам, муниципалитетам и водохозяйственным организациям принимать более обоснованные решения, основанные на фактических данных.
«Вирусы, вероятно, по-прежнему играют очень важную роль в контроле вредоносного цветения, но нам нужно задать правильные вопросы, начиная с того, перевешивают ли преимущества вирусной инфекции в наших водоемах ее потенциальные пагубные последствия», заключил Ниссимов.
Источник: University of Waterloo.
На фото - Виктория Ли, студентка бакалавриата и первый автор статьи, отбирает образцы инфицированных и неинфицированных вирусом клеток цианобактерий во время экспериментов по оценке концентраций токсина микроцистина-LR. Источник фото: Университет Ватерлоо.
