Разнообразие и численность хитридиев на Гренландском ледяном щите

Скрытая жизнь на тающем ледяном щите

Поверхность Гренландского ледяного щита может выглядеть как замерзшая пустыня, но на деле она населена бурлящим микроскопическим миром. Темные цветения ледниковых водорослей ускоряют таяние, поглощая солнечный свет, а это исследование посвящено их малоизвестным грибным врагам: крошечным плавающим грибам — хитридиям. Отслеживая, где эти грибы обитают, насколько они многочисленны и насколько разнообразны их родословные, исследователи раскрывают невидимую сеть жизни, которая может влиять на скорость исчезновения льда Гренландии в условиях потепления климата.

Крошечные грибы с большой ролью

Хитридии — простые грибы, которые производят микроскопические спорофоры с жгутиками, способные плавать в воде. Во всем мире многие хитридии поражают водоросли, пробивая их клетки и питаясь ими, в то время как другие разлагают мертвый материал. На леду Гренландии темноокрашенные пигментированные водоросли рода Ancylonema покрывают поверхность летом, способствуя затемнению льда и усилению таяния. Предыдущие наблюдения указывали на то, что хитридии инфицируют эти водоросли, но до сих пор никто не измерял, насколько они многочисленны и сколько разных типов присутствует по всему ледяному щиту.

Отбор проб с живой «кожи» льда

Команда собрала образцы из четырех районов Гренландии в период с 2019 по 2023 год, охватив южные и северные, восточные и западные участки. Они сосредоточились на трех основных типах поверхностных местообитаний: «темный лед» — верхние сантиметры освещенного льда, богатого водорослями; ярко окрашенные пятна красного и зеленого снега; и заполненные водой ямки, называемые криоконитными котлами, которые содержат темный осадок и плотные микробные сообщества. Материал замораживали и фильтровали, затем извлекали генетический материал для чтения генов малой субъединицы рРНК, которые служат штрих-кодами для разных организмов. В концентрированной кампании 2022 года они неоднократно брали пробы из одних и тех же участков темного льда и соседних криоконитных котлов в течение трех недель и использовали метод подсчета ДНК под названием qPCR, чтобы оценивать, сколько копий генов хитридиев присутствовало с течением времени.

Лес новых грибных ветвей

Когда исследователи собрали и сравнили последовательности грибных генов, они восстановили 99 полноразмерных последовательностей, принадлежащих ранневетвящимся группам грибов, включая хитридиевые. Размещая эти последовательности на подробных эволюционных древовидных схемах, они показали, что большинство линий принадлежит четырем основным порядкам хитридиев, при этом меньшая доля приходится на два родственных грибных кластера. Поразительно, что лишь две последовательности явно совпадали с известными видами; остальные отличались от описанных грибов. В зависимости от порога сходства команда выделила от 63 до 81 потенциально новых линий. Многие из них встречались и в темном льду, и в окрашенном снегу, и часто тесно напоминали некультивируемые грибы, ранее обнаруженные в других холодных средах, таких как альпийские почвы, морской лед и ледники в других частях мира. Это указывает на широкое, но в значительной степени неименованное разнообразие хитридиевых грибов, процветающее в ледяных местообитаниях.

Наблюдение за подъемами и падениями грибных популяций

Измерения qPCR в сезон таяния 2022 года показывают, что хитридии гораздо более многочисленны в темном льду, чем в криоконитных котлах — примерно на один порядок величины выше. В течение 21 дня число копий генов хитридиев в образцах темного льда значительно колебалось, тогда как уровни в криоконитах оставались относительно стабильными. Сравнивая сигналы хитридиев с общей микробной популяцией, исследователи обнаружили, что в среднем хитридии составляли примерно 2,6% активных организмов в темном льду, но лишь около 0,5% в криоконитах. Внутри темного льда одна группа — Mesochytriales — выделялась как особенно активная. Некоторые из этих линий близки к хитридиальным формам, известным как паразиты снежных водорослей, что наводит на мысль, что они могут быть паразитами как снежных, так и ледниковых водорослей в Гренландии.

Что эти микробы могут означать для таяния

Хотя исследование прямо не измеряло инфицирование отдельных клеток водорослей, сочетание высокого разнообразия хитридиев, их сильного присутствия в льду, богатом водорослями, и связей с известными паразитами водорослей позволяет предположить, что эти грибы могут помогать регулировать цветения водорослей, затемняющие ледяной щит. Если хитридии сокращают биомассу водорослей в критические периоды, они могут немного замедлять затемнение поверхности; если же эффективно перерабатывают органическое вещество, они могут, напротив, способствовать дальнейшему микробному росту. Авторы утверждают, что определение того, какие виды хитридиев инфицируют какие водоросли и как их популяции меняются в течение сезона таяния, будет ключевым для понимания этой скрытой «сверху вниз» регуляции. Их работа предоставляет первую количественную и эволюционную карту хитридиев по всему ледяному щиту Гренландии, подготавливая почву для дальнейших исследований о том, как микроскопические паразиты могут тонко влиять на судьбу гигантского ледяного щита.

Цитирование: Perini, L., Zervas, A., Feld, L. et al. The diversity and abundance of chytrids on the Greenland Ice Sheet. Sci Rep 16, 11175 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41468-5

Ключевые слова: Гренландский ледяной щит, ледниковые водоросли, хитридиевые грибы, надльдовые экосистемы, микробное разнообразие