МОСКВА, 2 февраля. /ТАСС/. Исследователи из России разработали подход, позволяющий очень быстро и точно определять концентрацию хлорофилла в морской воде и оценивать биомассу фитопланктона и его жизнеспособность. Об этом в среду сообщила пресс-служба МФТИ со ссылкой на статью в Journal of Photochemistry and Photobiology.
"Наш способ можно применять для оценки концентрации хлорофилла в морской воде. При этом его точность сопоставима с экстракционными подходами, однако простота процедуры измерения позволяет быстро получать большой объем данных прямо во время экспедиции", - заявил доцент МФТИ Дмитрий Глуховец, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Хлорофилл представляет собой один из ключевых пигментов земных растений и водорослей, которые они используют для поглощения энергии солнечного света и выработки питательных веществ. Концентрация хлорофилла в листьях растений и морской воде отражает жизнеспособность локальной флоры и позволяет ученым отслеживать вспышки болезней среди растений или находить следы экологических катастроф, вызванных вредителями или утечками токсичных веществ.
Глуховец и его коллеги разработали новый подход для проведения подобных замеров, для реализации которого не требуется специальное дорогостоящее или просто громоздкое оборудование. Как показали опыты ученых, для достижения приемлемого качества замеров достаточно использовать набор из лазеров и фотодатчиков, умещающийся в небольшой коробке длиной и шириной в несколько десятков сантиметров.
Быстрая оценка "здоровья" океана
Работа этой методики, как объясняют физики, основывается на факте того, что молекулы хлорофилла способны не только поглощать свет, но и обратно излучать его в том случае, если они облучаются фотонами с определенной длиной волны. В прошлом ученые уже пытались использовать эту методику для замеров концентрации хлорофилла, однако молекулы пигмента светились слишком слабо для получения достоверных замеров.
Российские исследователи обнаружили, что точность подобных замеров концентрации хлорофилла в морской воде можно резко повысить, если использовать для их проведения не один источник света, а сразу два лазерных излучателя. Их излучение по-разному взаимодействует с хлорофиллом и окружающей его водой и клетками фитопланктона, что позволяет отделить свечение растительного пигмента от других сигналов.
Ученые проверили работу созданного ими метода на данных, которые были получены в ходе четырех экспедиций Института океанологии РАН в северные моря России и Европы на борту исследовательских суден "Академик Мстислав Келдыш" и "Профессор Штокман". Как оказалось, новый подход позволял определять концентрацию хлорофилла в воде с почти столь же высокой точностью во время экспедиций, как это делают хроматографы при изучении экстрактов из клеток планктона в наземных лабораториях.
В ближайшее время физики планируют создать усовершенствованные версии этого прибора, точность работы которых станет еще выше за счет учета дополнительных взаимодействий между лучами лазеров и молекулами хлорофилла. Как надеются исследователи, подобное обновление их разработки позволит использовать ее для оценки видового состава фитопланктона.