Наночастицы оксида меди в водоемах вредят развитию микроводорослей

Ученые из Института биологии Южных морей имени А.О. Ковалевского (Севастополь) исследовали воздействие, оказываемое наночастицами оксида меди на микроводоросли из разных систематических групп. В ходе экспериментов специалисты добавили к исследуемым видам микроводорослей различные концентрации загрязняющего вещества, под воздействием которых, наблюдаются изменения физиологических, биохимических и структурных показатели клеток (400, 1000, 2500 и 3000 микрограмм на литр воды наночастиц оксида меди) Dunaliella salina, Isochrysis galbana, Thalassiosira weissflogii и Prorocentrum cordatum, но при это не отмечается элиминация исследуемых микроорганизмов.

Результаты показали, что наночастицы оксида меди влияют практически на все физиологические процессы в клетках микроводорослей. Ученые обнаружили, что при взаимодействии с данным антропогенным загрязнителем изменялась целостность клеточной стенки, сама клетка увеличивалась в объеме, возрастало количество мертвых и неактивных клеток в культуральной суспензии. Кроме того, в клетках исследуемых объектов повышалось воспроизводство активных форм кислорода, приводящих к окислению и повреждению ДНК, белков и липидов мембран, при этом метаболическая активность клеток микроводорослей снижалась. В то же время воздействие наночастиц не оказало сильного влияния на фотосинтез организмов.

Как отмечают ученые, наблюдаемые физиологические и морфологические реакции микроводорослей были вызваны в большей степени механическим воздействием наночастиц, поскольку они повреждали клеточные мембраны. Наночастицы оксида меди слипались в более крупные структуры и прикреплялись к поверхности водорослей, деформируя ее. Все это повреждало мембраны и замедляло рост и развитие микроводорослей. Интересно, что, несмотря на схожий механизм действия исследуемого поллютанта, разные виды водорослей сильно различались по степени устойчивости к воздействию наночастиц оксида меди. Наиболее чувствительными видами оказались водоросли, имеющие плотную клеточную стенку, что опровергло ранее существующую гипотезу о защитной «барьерной» роли клеточной поверхности от механического воздействия металлических наночастиц.