Естественный «солнцезащитный крем» кораллов может помочь им пережить изменение климата
Ученые Смитсоновского института биологии охраны природы приблизились к пониманию того, почему одни кораллы лучше других переносят изменение климата. Секрет может заключаться в специфическом белке, который производит естественный солнцезащитный крем.
Гавайские синие рисовые кораллы (Montipora) имеют глубокий синий пигмент, создаваемый хромопротеином, который фильтрует вредное ультрафиолетовое (УФ) излучение солнца. Хотя УФ-повреждения могут иметь долгосрочное влияние на репродукцию многих видов кораллов, включая бурый рисовый коралл, на синий рисовый коралл они могут не оказывать такого же эффекта. Результаты исследования опубликованы 9 июня в статье «Reproductive plasticity of Hawaiian Montipora corals following thermal stress» в Scientific Reports.
«Наблюдая воочию разрушительные последствия обесцвечивания для бурого рисового коралла в 2014 и 2015 годах, обнадеживает видеть, что синий рисовый коралл либо быстро восстановился после обесцвечивания, либо вообще не пострадал от повышения температуры океана», — говорит Майк Хенли, ведущий автор статьи.
Цвет кораллов происходит от микроскопических простейших — зооксантелл. Эти водоросли живут внутри коралловой ткани и служат основным источником пищи для мелководных рифообразующих кораллов. Они находятся в симбиозе: коралл защищает зооксантеллы, а те, в свою очередь, обеспечивают коралл пищей и производят для него «солнцезащитный крем».
Когда температура океана повышается, кораллы испытывают стресс, и симбиоз нарушается. Тепло ускоряет метаболизм зооксантелл, заставляя их производить токсичные соединения. В ответ кораллы изгоняют водоросли и их «солнцезащитный крем», становясь уязвимыми для вредного УФ-излучения. Поскольку эти виды получают большую часть своей окраски от зооксантелл, их изгнание вызывает «обесцвечивание» — кораллы светлеют.
Обесцвечивание влияет на способность некоторых кораллов к успешному размножению. Без защиты от УФ-излучения ДНК кораллов подвергается большему риску повреждения. В частности, изменения в митохондриях сперматозоидов могут долгосрочно влиять на их подвижность (способность плавать).
После событий обесцвечивания 2014 и 2015 годов на Гавайях команда обнаружила, что синий рисовый коралл показал исключительную репродуктивную активность с подвижностью сперматозоидов в 90%. Подвижность сперматозоидов его бурых собратьев, напротив, была вдвое меньше. Это говорит о том, что даже если бурые кораллы переживут обесцвечивание и будут выглядеть здоровыми, ущерб от УФ-облучения может иметь долгосрочные последствия для их способности к размножению.
Ключевым фактором успешного размножения синего рисового коралла может быть его пигмент-«солнцезащитный крем», который коралл, возможно, сохраняет даже после обесцвечивания. Понимание роли УФ-защитных пигментов в смягчении последствий изменения климата поможет ученым выяснить, почему одни виды лучше приспособлены к выживанию в меняющейся среде, чем другие.