Подготовка к новым отношениям: изучение взаимодействия кораллов и водорослей

Кораллы не могут долго существовать самостоятельно. Для выживания им необходимо создать симбиотические отношения с водорослями. Водоросли обеспечивают примерно 90% энергии, необходимой кораллу, поэтому их партнерство критически важно для здоровья коралла. Чтобы защитить кораллы, водоросли и морские виды, обитающие в рифах, ученым необходимо больше узнать о том, как начинаются симбиотические отношения между кораллом и водорослями.

Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) в сотрудничестве с коллегами из Университета Джеймса Кука обнаружили изменения в экспрессии генов коралла при внедрении водорослей. Результаты опубликованы в Molecular Ecology.

Ключевые открытия

• Единственный период, когда у коралла нет симбионта-водоросли — это личиночная стадия. В природе водоросли внедряются естественным образом, поглощаются кораллом и затем живут в его клетках всю жизнь коралла.
• Используя современные технологии геномного анализа и множество временных точек, ученые обнаружили, что изменения в экспрессии генов коралла во время симбиоза происходят уже через 4 часа после первого контакта с симбионтом. Более ранние исследования, изучавшие более поздние точки (12 и 48 часов), этот период упускали.
• В этот ранний период наблюдается подавление генов, связанных с митохондриальным метаболизмом и синтезом белка. Это означает, что метаболизм коралла на короткое время останавливается.

  "Кораллу нужно изменить условия своей клетки, чтобы приспособиться к симбиозу. Ему нужно подготовиться, чтобы принять симбионта. Только тогда могут начаться взаимовыгодные отношения", — поясняет доктор Чуя Синдзато (OIST).

• Исследователи также подтвердили, что симбиосома (мембрана вокруг симбионта) происходит от фагосомы хозяина (мембраны, предназначенной для захвата и уничтожения патогенов). В симбиотических отношениях функция фагосомы по уничтожению "подавляется".

Значение для защиты кораллов

Эти открытия важны для понимания симбиоза и борьбы с коралловым обесцвечиванием. При повышении температуры моря из-за изменения климата даже на 1–2°C симбиотические отношения разрушаются, и водоросли изгоняются из коралла, лишая его основного источника энергии.

"Около 25% морских видов живут в коралловых рифах. Если рифы исчезнут, исчезнут и эти виды. Симбиотические отношения — основа этих экосистем. Мы должны понять механизм симбиоза кораллов, чтобы бороться с их обесцвечиванием", — подчеркивает доктор Синдзато.