Полипы как пиксели: новая методика картирует биохимию коралловых рифов
Исследователи из Гавайского университета в Маноа разработали инновационный подход к отбору проб кораллов, позволяющий создавать карты их биохимии с беспрецедентной детализацией. Метод показывает распределение соединений, критически важных для здоровья рифов. Исследование опубликовано в Communications Biology.
Ведущий автор Тай Роуч, проводивший работу в Гавайском институте морской биологии (HIMB), подчеркнул: «Эта работа — важный шаг в понимании кораллового голобионта [кораллового животного и всех связанных с ним микроорганизмов], что критически для восстановления и управления рифами».
Коралловые рифы, занимая крошечную долю океана, являются одной из самых разнообразных и продуктивных экосистем планеты. Биохимические соединения, такие как аминокислоты, вещества, влияющие на развитие и рост, а также соединения с антибактериальными или антиоксидантными свойствами, напрямую связаны с устойчивостью кораллов к стрессорам, таким как потепление океана и закисление.
Команда разработала метод исследования отдельного кораллового полипа за раз. «Этот новый метод позволяет отбирать пробы кораллов гораздо менее инвазивно и разрушительно, чем предыдущие способы. Теперь мы можем брать больше проб и повторять отбор чаще, нанося меньше вреда кораллу», — добавил Роуч.
С помощью сложного химического анализа команда определила точный биохимический состав каждого отдельного полипа и нанесла эти данные на карту в соответствии с их расположением в колонии. Так были созданы карты биохимических соединений в кораллах на нескольких пространственных масштабах — от отдельных полипов шириной 1 мм до рифов длиной 100 м.
«Использование этой методики в таких масштабах позволило нам обнаружить сильный биохимический "отпечаток", идентифицирующий полипы как принадлежащие одной колонии, более слабую сигнатуру между ветвями внутри колоний и вариацию вдоль ветвей, связанную с положением полипа на ветви», — пояснил Роуч. «Удивительно, но этот метод смог с очень высокой точностью различать даже соседние полипы».
Сопоставляя биохимические соединения с их источником — коралловым животным или его симбиотическими водорослями, — исследователи также установили, что состав полипов в основном определяется молекулами, происходящими от самого коралла, а не от водорослей.
«Этот подход критически важен для дизайна, анализа и интерпретации исследований биохимии коралловых рифов, поскольку показывает, как кораллы структурируют свои биохимические соединения на разных масштабах», — заключил Роуч. «Мы планируем использовать эту методику в будущих исследованиях для картирования временного и пространственного распределения биомолекул кораллов способами, которые ранее были невозможны без повреждения целых колоний».