Математики объяснили удивительную подвижность планктона

Специалисты составили математическую модель распространения питательных веществ в морской воде и показали, что активное перемещение дает способным к нему организмам преимущество перед остальными, несмотря на большие энергопотери. Работа ученых опубликована в журнале Science.

Модель основана на турбулентном движении жидкости, характерном для морской воды. Она учитывает, что источником питательные веществ в океане обычно выступают клетки гибнущего фитопланктона. Созданная авторами симуляция показывает, как именно эти питательные вещества со временем распространяются в среде.

Ученые показали, что хотя движение само по себе требует дополнительных расходов энергии, в реальных условиях морской воды оно энергетически выгодно. В очень низкотурбулетной жидкости, как и в высокотурбулентной, это не так — там лучше не тратить энергию на движение, а ждать, пока питательные вещества сами распространятся в среде.

То, что многие планктонные микроорганизмы (как бактерии, так и эукариоты), способны к активному перемещению, известно очень давно. Однако, плавать целенаправленно, как это делают многоклеточные, ни активные, ни пассивные планктонные организмы не могут, поскольку слишком малы для этого. Поэтому до сих пор оправданность активного плавания у планктона не имела надежного обоснования.