Симбиоз кораллов и водорослей оказался древнее, чем считалось, и восходит к юрскому периоду
Новое исследование под руководством учёных из Университета штата Орегон и Университета штата Пенсильвания показало, что водоросли и кораллы полагаются друг на друга со времён динозавров — гораздо дольше, чем предполагалось ранее.
Результаты, опубликованные в Current Biology, — ключевой шаг к лучшему пониманию коралловых рифов, крупнейших и наиболее значимых биологических структур на Земле.
Рифы занимают менее 1% океана, но являются домом почти для четверти всех известных морских видов. Они также помогают регулировать уровень углекислого газа в море и служат важным полигоном для поиска новых лекарств.
Кораллы состоят из взаимосвязанных животных-хозяев — полипов, которые содержат внутри своих клеток микроскопические водоросли, известные как зооксантеллы. Симбиоз кораллов и водорослей — основа всей экосистемы рифа: полипы получают пищу от водорослей, а взамен обеспечивают их питательными веществами и защитой.
Согласно международному исследованию, этот симбиоз восходит примерно к 160 миллионам лет назад — на 100 миллионов лет раньше, чем думали учёные. Он также оказался более разнообразным.
"В настоящее время множество линий водорослей, называемых «кладами», объединены в один род", — говорит Джон Паркинсон, постдок из Орегона. — "Мы предоставляем доказательства, что семейство на самом деле состоит как минимум из 15 родов, включающих сотни, а возможно, и тысячи видов по всему миру".
Эти различия важны, поскольку некоторые симбионты более устойчивы к изменениям окружающей среды, чем другие.
Многие кораллы обесцвечиваются (теряют водоросли) при воздействии аномально высоких температур океана. Но другие гораздо более терпимы к теплу, и часть этой устойчивости зависит от вида водорослей.
В целом кораллы обесцвечиваются примерно в 4,5 раза чаще, чем в 1980 году, а серьёзные события обесцвечивания теперь происходят примерно каждые 6 лет вместо каждых 25–30 лет.
"Обновлённая схема наименований предлагает чёткую основу для идентификации разных симбионтов", — отмечает Паркинсон. — "Точная таксономия — критический шаг в любом биологическом исследовании, особенно при изучении адаптации рифовых кораллов и их микроводорослей к изменению климата".
Исследование также предполагает, что, учитывая их долгую историю, партнёрства кораллов и водорослей пережили многочисленные климатические изменения, а значит, по крайней мере некоторые из них, вероятно, переживут и современное глобальное изменение климата.
"За все эти миллионы лет партнёрства сталкивались с серьёзными препятствиями и сумели восстановиться", — говорит Тодд ЛаЖунесс из Пенсильвании. — "Ископаемые данные показывают, что современные рифообразующие кораллы, как и водоросли, возникли около 160 миллионов лет назад. Обнаружение, что происхождение симбионтов совпадает с происхождением их хозяев, означает, что это партнёрство было одной из основных причин диверсификации и успеха современных кораллов".
ЛаЖунесс, Паркинсон и другие исследователи использовали генетическое секвенирование и другие методы для перекалибровки молекулярных часов водорослей.
Паркинсон отметил, что команда работает почти десять лет над модернизацией систематики и таксономии симбионтов кораллов, чтобы улучшить коммуникацию между учёными и облегчить дальнейшие исследования.
"До сих пор многие исследования этих водорослей пытались сравнивать яблоки с яблоками, но теперь мы знаем, что часто сравниваем яблоки с апельсинами, учитывая, насколько divergent некоторые из этих видов", — сказал он. — "Наша работа поможет исследователям более объективно подходить к сравнениям в экспериментах".