Irina Lagunina: V tomto ročním období čelí řada zemí po celém světě nebezpečí takzvaných „rudých přílivů“. Tento jev je spojen s přemnožením řas, které mohou akumulovat toxické látky. To vede k těžkým otravám lidí a zvířat. Biologové se snaží nejen odstranit příčiny poškození řas, ale také najít druhy řas vhodné pro použití v biotechnologiích. Galina Belyakova, kandidátka biologických věd, zástupkyně děkana Fakulty biologie Moskevské státní univerzity, hovoří o tom, jak mohou být řasy nebezpečné a jak mohou být užitečné.
Mluví s ní Olga Orlová a Alexander Markov.
Olga Orlová: Galino Alekseevno, řekněte nám prosím o fenoménu „rudých přílivů“, s čím souvisí, proč se tím teď tak zabýváte?
Galina Beljaková: Faktem je, že „červené přílivy“ jsou způsobeny řasami, které patří do oddělení denofytních řas. Charakteristické pro ně je, že jsou schopny nejen se fotosyntetizovat, ale také spotřebovávat organické látky. Díky tomu mají oproti jiným organismům výhody ve vodách, kde jsou vody znečištěné organickými sloučeninami, ve velkém se mohou vyvíjet denofytní řasy.
Alexander Markov: Jsou to jednobuněčné řasy?
Galina Beljaková: Ano, jsou to jednobuněčné organismy, které plavou ve vodním sloupci. Název denofyty pochází ze skutečnosti, že plavou při otáčení. „Dinos“ znamená rotaci. Když plavou, otáčejí se kolem své osy. Takže tato dinofytní řasa je tak velmi unikátní skupinou mezi řasami. Za prvé, z cytologického hlediska je jejich buňka strukturována velmi jedinečným způsobem, má jedinečné jádro, jedinečné dělení, jádro, které se nenachází v žádném eukaryotu. Jeden čas se dokonce myslelo, že toto jádro je mezerou mezi prokaryotickými organismy a skutečnými eukaryotickými organismy. Pak se rozhodli, že se jedná o skutečné eukaryotické jádro. Ale tyto denofytní řasy jsou v přírodě velmi důležitou skupinou díky své roli. Zaprvé, jak se symbionti dostávají do korálů tvořících útesy. A všechny tyto systémy existují právě díky těmto řasám.
Alexander Markov: Žijí uvnitř korálových polypů.
Galina Beljaková: Skutečnost, že zooxantely jsou přesně to, o čem mluvíme, jsou dinofytní řasy. To je jeden jev, který je pro ně charakteristický. Druhým jevem je, že vodní záři často způsobují řasy z této skupiny. Přinejmenším, pokud půjdete do Černého moře a uvidíte, jak voda v noci září, důvodem tohoto květu v Černém moři jsou denofytní řasy, rusky nazývané raysvetka. Říká to sám název.
Olga Orlová: Je to známka ekologické nerovnováhy?
Galina Beljaková: Vodní záře – ne. Ale když jsou “červené přílivy”, spojené s tím, že tyto řasy vylučují toxiny a tyto toxiny se mohou uvolňovat na jedné straně do vody a na druhé straně se hromadí ve filtrech, které filtrují vodu, zvířata je hromadí. toxiny v jejich tělech mořských řas
Alexander Markov: Mušle, například ústřice.
Galina Beljaková: A právě to je spojeno s úmrtími, která jsou každoročně zaznamenávána po celém světě v důsledku konzumace mořských plodů kontaminovaných toxiny z řas.
Olga Orlová: To znamená, že tyto mořské plody byly uloveny v oblastech s červeným přílivem. Proč se jim tak říká – červené?
Galina Beljaková: Protože voda opravdu zčervená díky tomu, že v karatenoidních buňkách je hodně pigmentů a buňky jsou takové červenohnědé barvy. Ale červený příliv není vždy červený. Obecně platí, že „červený příliv“ je masivní rozvoj dinofytních řas.
Olga Orlová: To znamená, že je to spíše termín.
Galina Beljaková: Spíš termín. Barva vody není vždy červená a to způsobí, že se v této vodě zaregistrují toxiny. Tvorba toxinů není vždy specifickou charakteristikou, ale souvisí s podmínkami a kmenem řas. Pokud mluvíme o naší zemi, v Černém moři v posledních letech došlo například k „rudému odlivu“ v regionu Gelendzhik. Na druhou stranu, množství toxinů, které tyto kmeny produkují, nepřekračuje dávku, kdy se můžete obávat, že na těchto plantážích, kde se pěstují mušle nebo ropany, budou tato zvířata infikována dostatečnou koncentrací toxinů, která způsobí druh onemocnění u lidí. I když těmito „rudými přílivy“ netrpí jen lidé. Když se velryby vyplaví na pláž a delfíni zemřou, věří se, že toxiny uvolněné těmito řasami se vyplavují do vody. Faktem je, že mají několik druhů toxinů. Existují toxiny, které několikanásobně převyšují účinek jedu kurare a ovlivňují nervový systém, svalový systém, způsobují zástavu dechu a poškození nervového systému. Existuje mnoho, poměrně velká skupina toxinů, které jsou produkovány dinofytními řasami.
Alexander Markov: Zbláznili se z toho velryby i delfíni?
Galina Beljaková: Ztrácejí orientaci.
Alexander Markov: Ale řasy to dělají, pravděpodobně, ne úmyslně.
Galina Beljaková: Ne, jsou neúmyslné. Ale bohužel, člověče, pokud dojde k dalšímu organickému znečištění pobřežních vod, umožní to masový rozvoj dinofytních řas. Navíc během svého životního cyklu mohou tvořit cysty, které mohou několik let zůstat nečinné a poté za příznivých podmínek vyklíčit a způsobit propuknutí.
Olga Orlová: Galino Alekseevno, není to tak dávno, co se ve zprávách z Číny objevily zprávy o bohatých červených přílivech v pobřežní zóně. Ale tam byl tento jev, jak hlásí čínští ekologové, spojen se znečištěním sladké vody, tedy se špinavou odpadní vodou v řekách. A kde, v jakých vodních plochách se tyto dinofytní řasy šíří a kde jsou v Rusku pozorovány?
Galina Beljaková: V Japonském moři jsou takové „červené přílivy“ zaznamenány. Řasy žijí ve sladké vodě, ale pro zbarvení sladké vody do červena existují i jiné důvody. Za prvé, některé řasy, existují druhy, které hromadí hodně kartenoidů. Existuje druh, který způsobuje červené kvetení v kalužích. Stejné chlamydomonas, například, může způsobit červené květy ve sněhu. Existuje druh chlamydomonas snowy, který způsobuje kvetení ledovců v horách. Tedy zelené řasy, které hromadí velké množství kartenoidů. Důvodem je například to, odkud pochází název Rudé moře. Je tam sinice, je zbarvená do červena. V jeho masivním vývoji byly vody červené, odtud název Rudé moře. Ale dinofyty nejsou příčinou takových červených přílivů ve sladkých vodních útvarech, koneckonců mluvíme o dinofytech, které žijí v mořích. Ve sladkých vodách jsou hlavními původci takových onemocnění spojených s tvorbou a vstupem toxinů sinice. Mimochodem, existují dinofyty a jsou sinice, které mají běžné toxiny, stejný a stejný účinek.
Alexander Markov: Cyanobakterie jsou s největší pravděpodobností zelené přílivy.
Galina Beljaková: Rudé moře je červené kvůli sinicím.
Olga Orlová: Galino Alekseevno, pojďme mluvit o rozsivě, hrají obrovskou roli v životech lidí a v biosféře obecně. Co je to za jednobuněčné organismy, které, jak se říká, i každý druhý doušek, který člověk vypije, je spojen s rozsivou?
Galina Beljaková: Není to jen takový objekt, hraje obrovskou roli v biosféře, polovinu vyprodukovaného kyslíku tvoří rozsivky. Nacházejí se všude, po celé zeměkouli, ve všech vodních plochách a v půdě, nejen ve vodě. Ale jejich schránka se skládá z oxidu křemičitého, říká se jim drahé kameny moří. Protože překlad je skvost. Mají buněčnou stěnu, na které je nahoře křemičitá skořápka, jako sklo. A mimochodem, velmi málo z kompletního genomu řasy bylo sekvenováno a podle mého názoru byl třetí nebo čtvrtý genom sekvenován v jednom z rozsivek, a to nesouvisí s ničím jiným, než s hledáním, jak využít rozsivka v nanotechnologii k získání materiálů s obsahem křemíku. K tomu slouží houbičky. Nyní oblíbený předmět nanotechnologie. Existuje spousta prací o využití rozsivek v technice. Protože pazourek je počítačová technologie, jedná se o zpracování.
Alexander Markov: Posluchačům rádia, kteří neviděli rozsivky, je třeba vysvětlit, že při velkém zvětšení je to úžasný pohled, extrémně jemný, tyto skleněné mušle.
Galina Beljaková: Vidíte, dobrá věc je, že tato krabice má určité specifické architektonické vlastnosti. A pokud dostanete příležitost syntetizovat nový ventil, bude úplně stejný jako ten rodičovský, se stejnými otvory na stejných místech. Zde můžete získat malinký čip s danými vlastnostmi. A v nanotechnologiích existují práce, které se snaží vyrobit místo křemíku jiné prvky a získat například titanovou klapku.
Alexander Markov: Takže rozsivka ze sebe dělá titanový rám.
Galina Beljaková: A to s danými vlastnostmi.
Olga Orlová: Kde žijí?
Galina Beljaková: Rozsivky žijí všude. Jakákoli vodní plocha, kterou si vezmete, louže, moře, řeka, všude budou rozsivky. Existují rozsivky, které žijí ve sladké vodě, a rozsivky, které žijí ve slané vodě.
Olga Orlová: To znamená, že náš zdroj bionanotechnologií je kolem nás?
Galina Beljaková: Tento zdroj již byl ve skutečnosti vybrán. Právě teď probíhá spousta práce.
Olga Orlová: Existují v Rusku nějaké laboratoře nebo vědecké ústavy zabývající se podobným výzkumem?
Galina Beljaková: Ano. Nedávno jsem viděl takovou sbírku Akademie věd Dálného východu a byla tam práce o rozsivecích.
Olga Orlová: Byly studovány jejich vlastnosti?
Galina Beljaková: Právě jako možnost využití biologické syntézy na bázi oxidu křemičitého. Navíc říkám, že genom byl sekvenován, a to přesně souvisí s tím, co proteiny hledaly. Je velmi zajímavé, jak se oxid křemičitý dostává do buňky rozsivky, která jí neumožňuje okamžitě polymerovat. Buňku ale neucpává, neničí, ale v takovém množství, že by zde měla polymerovat. A buňka si z něj nakonec vybuduje svůj vlastní obal, který pak vyloučí navrch svého těla.
Alexander Markov: Pro živé organismy je poměrně neobvyklé mít kostru vyrobenou ze skla, vyrobenou z oxidu křemičitého. Většina staví z jiných materiálů, hlavně z uhličitanu vápenatého nebo fosforečnanu vápenatého, jako je ten náš. A tito lidé se naučili pracovat s oxidem křemičitým.
Galina Beljaková: Nejen, že se samozřejmě naučili pracovat s oxidem křemičitým, krásně fotosyntetizují a produkují kyslík ve velkém.
Olga Orlová: Proč se to stalo, proč potřebovali oxid křemičitý, proč je normální, že jako lidé nepoužívají vápník?
Galina Beljaková: Když bylo ve vodě hodně siliky, bylo to jen příznivé. A jsou tam ložiska materiálu zvaného diatomit – to jsou jen chlopně rozsivek. Někdo ho používá pro výpočetní techniku, jiný ve stavebnictví. Říká se, že kopule katedrály Hagia Sophia v Istanbulu je vyrobena z diatomitu, že má takové vlastnosti, že akustika je pro tuto katedrálu vynikající. A na druhou stranu zubní pasty, které mají bělící účinek, velmi často používají jako brusný materiál rozsikové klapky, jako brusný materiál se používají i rozsivací klapky.
Olga Orlová: Možná si ještě vzpomenete na zajímavé příklady biotechnologie související s řasami?
Galina Beljaková: V dnešní době je velmi oblíbeným příkladem hledání zdrojů paliva. S řasami se hodně pracuje, produkují z řas metan. A v kultuře s mikroskopickými řasami k produkci metanu při zpracování. Práce probíhají po celém světě i u nás.
