Jaká je tolerance rozsivek mírného pásu a polárních oblastí ke zmrazování?

Život v polárních oblastech musí čelit extrémním podmínkám. Nejde jenom přitom o všudypřítomný mráz, ale dramatické změny teplot během jednoho dne nebo během jednoho roku, dlouhá období bez slunečního svitu v zimě a naopak dlouhá období s intenzivním ultrafialovým zářením během léta, stejně jako sezónní nedostatek tekoucí vody a živin. Tak nehostinné prostředí je dost stresující i pro mikroorganismy. Rozsivky ale podle všeho zvládají život v polárních oblastech obstojným způsobem. Mimo oceán náležejí k nejpočetnějším zástupcům ze všech skupin řas v této části světa, kde osídlují rozmanití prostředí. Jak se zdá, rozsivky jsou na polární oblasti dobře adaptované. 

Josef Elster z Centra polární ekologie Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Botanického ústavu AV ČR v Třeboni se svými kolegy prostudoval toleranci rozsivek ke zmrazování. V rámci experimentu ověřili toleranci 17 polárních kmenů rozsivek a 9 kmenů rozsivek mírného pásu, jak sladkovodních, tak i terestrických. Většina z testovaných kmenů byla nově izolována na lokalitách v Antarktidě (ostrov Jamese Rosse a ostrov Vega), na Západním Špicberku v Arktidě, a v Evropě. Kultury těchto rozsivek byly vystaveny různým teplotám zmrazování (−4, −20, −40 a −180 °C), různé rychlosti zmrazování a rozmrazování (pomalé vs. rychlé) a různé délce zmrznutí (1 hodina nebo 12 hodin). 

Experimenty ukázaly, že teploty zmrazování mají podstatný vliv na přežívání jednotlivých kmenů rozsivek. Zmrazování při teplotě – 4 °C přežily všechny kmeny rozsivek. Teplotu – 20 °C přežila většina kmenů, teplotu – 40 °C přežilo pět kmenů, a čtyři z nich, všechny ze skupiny rozsivky Pinnularia borealis, přežily zmrazení kapalným dusíkem při teplotě – 180 °C. Zásadní vliv na přežívání měla i rychlost zmrazování a roztávání. Rozsivky velmi špatně přežívají rychlé zmrazování a pomalé roztávání a naopak velmi dobře zvládají pozvolné zmrazování a rychlé roztávání. Pro autory studie bylo překvapením, že po zmrazení rostly v podstatě stejně dobře polární kmeny rozsivek i kmeny rozsivek z mírného pásu.

 

Hejduková, E., Pinseel, E., Vanormelingen, P., Nedbalová, L., Elster, J., Vyverman, W., Sabbe, K. 2019. Tolerance of pennate diatoms (Bacillariophyceae) to experimental freezing: comparison of polar and temperate strains. Phycologia 58: 382–392.

 Kontakt: doc. Ing. Josef Elster CSc. (jelster at butbn.cas.cz)


O přírodovědě.cz

Edukačně-popularizační portál Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích určený pro středoškoláky, jejich vyučující, ale i veřejnost. Představujeme zde naše aktivity, výzkumy a objevy.