Открытие о симбиозе кораллов и водорослей может помочь восстановлению рифов после обесцвечивания

Кораллы — ключевые виды для рифовых и морских экосистем, но их гибель вызывает обесцвечивание из-за изменения климата и потепления океана. Новое открытое исследование учёных из Калифорнийского университета в Риверсайде проливает свет на то, как обратить этот ущерб вспять.

Кораллы, вместе с актиниями и медузами, относятся к группе животных — книдарий, которые получают часть питательных веществ через симбиоз с фотосинтезирующими водорослями (семейство Symbiodiniaceae), живущими внутри их клеток. Высокие температуры океана разрушают этот симбиоз, что приводит к «обесцвечиванию» — коралл изгоняет водоросли. Если симбиоз не восстановится за несколько недель, коралл погибнет от голода.

Новое исследование показало, что хотя фотосинтез водорослей — ключевая часть симбиотических отношений, он не требуется для инициации симбиоза. Это открытие углубляет малоизученные на молекулярном уровне отношения между книдариями и водорослями и предлагает понимание того, как «запустить» симбиоз после обесцвечивания.

Чтобы это выяснить, группа под руководством Роберта Джинкерсона (UCR) и Тингтин Сян (UNC Charlotte) впервые создала мутантов Symbiodiniaceae — линии водорослей, лишённые способности к фотосинтезу, — и использовала их для исследования симбиоза.

Ключевые эксперименты и результаты:

• Актинии (Exaiptasia pallida): Мутантные водоросли успешно заражали ткани актиний уже через день, даже без фотосинтеза. В темноте они сохранялись в тканях хозяина до шести месяцев, но не размножались.
• Каменные кораллы (Acropora tenuis): Водоросли успешно заражали молодые полипы кораллов в темноте. Неожиданно, в отличие от актиний, они могли размножаться в тканях коралла без фотосинтеза.
• Медузы (Cassiopea xamachana): Заражение полипов медуз в темноте также произошло, хотя и менее успешно.

Вывод: установление симбиоза может происходить без фотосинтеза у кораллов, медуз и актиний, но такие аспекты, как размножение водорослей, зависят от конкретных отношений пара хозяин-водоросль.

«Наше исследование подчёркивает силу генетических подходов для изучения симбиоза книдарий и Symbiodiniaceae и даёт многообещающую платформу для поиска стратегий спасения кораллов», — сказала Тингтин Сян.

Открытие того, что фотосинтез не обязателен для начала симбиотических отношений, — шаг к поиску способов помочь книдариям пережить изменение климата.

Исследование опубликовано в открытом доступе в журнале Current Biology.