Редкая молекула управляет экосистемой — учёные нашли способ её отследить

Морской слизень Alderia harvardiensis производит вещество, которое составляет всего 0,1% его массы. Эта молекула, названная альдереном, полностью перестраивает сообщество животных в приливной зоне, воздействуя на четыре типа организмов. Одних видов она отпугивает, других привлекает. Об этом рассказывает издание Phys.org.

Исследовательница из Института пресноводной экологии и рыболовства им. Лейбница Эрика К. Фримен опубликовала в журнале Trends in Ecology & Evolution статью, в которой обосновывает концепцию «ключевых молекул». Это редкие химические соединения, чьё влияние на экосистему непропорционально велико — как у хищной морской звезды, которая, по наблюдениям эколога Роберта Пейна в 1969 году, удерживала целый скалистый берег.

Сам термин предложили нейроэкологи Ричард Циммер и Райан Феррер в 2007 году. Однако, по словам Фримен, до сих пор не было систематических доказательств, что такие молекулы действительно работают в природе. Теперь появились: кроме альдеренов, учёные обнаружили, что в корнях проса прутьевидного (switchgrass) серотонин и эктоин — редкие метаболиты — действуют как ключевые сигналы, меняющие состав почвенного микробиома. Серотонин известен как нейромедиатор в мозге человека, но здесь он выполняет экологическую роль.

Чтобы отличить настоящую ключевую молекулу от обычной, Фримен предлагает четыре критерия: молекула редка, её воздействие велико, оно распространяется на несколько видов, и её нельзя заменить другой. Для поиска таких соединений можно использовать сетевой анализ данных масс-спектрометрии, эксперименты с упрощёнными синтетическими сообществами и машинное обучение.

Концепция меняет взгляд на экологию: раньше учёные считали, что важны самые распространённые вещества. Теперь ясно, что одна неуловимая молекула может держать целое сообщество.