Ключевое открытие объясняет обесцвечивание кораллов
Кораллы растут в бедных питательными веществами тропических водах. Чтобы выжить, они вступают в симбиоз с одноклеточными водорослями, которые живут в их тканях. Водоросли поглощают CO2 от коралла и в обмен снабжают его питательными веществами, производимыми в процессе фотосинтеза. Пигменты водорослей придают рифам цвет.
Во время морских тепловых волн водоросли, испытывая стресс от высоких температур, начинают выделять токсичные для коралла соединения. Это заставляет коралл изгонять водоросли, лишаясь цвета и основного источника пищи. Этот процесс называется обесцвечиванием кораллов. Если стрессовые условия (жара, загрязнение) сохраняются, коралл слабеет и может погибнуть.
В статье, опубликованной в PNAS 25 января, международная группа учёных, включая Нильса Рэдекера из Лаборатории биологической геохимии (LGB) EPFL, сообщает о важном открытии. Оказалось, что коралл начинает голодать задолго до изгнания водорослей. «Мы впервые показали, что водоросли, по-видимому, перестают поставлять достаточное количество питательных веществ, ещё находясь внутри коралловой ткани», — говорит Рэдекер.
Когда симбиоз даёт сбой
Учёные знали, что потепление океана — главная причина разрушения симбиоза. Но команда Рэдекера обнаружила, что коралл испытывает стресс и нехватку питательных веществ ещё до того, как водоросли начинают выделять токсины. «Корни проблемы гораздо глубже, чем мы думали, и связаны с ранним нарушением метаболического обмена», — говорит глава LGB Андерс Мейбом.
Рэдекер более года изучал коралловый риф у побережья Туваля в Саудовской Аравии, а затем воссоздал условия в аквариумах Исследовательского центра Красного моря для контролируемых экспериментов. Данные анализировались в нескольких лабораториях, включая EPFL и Университет Констанца (Германия).
Пересмотр известных фактов
«Наши данные позволяют определить, какие условия окружающей среды, помимо температуры (например, качество воды), вызывают стресс у кораллов, и предсказать, произойдёт ли обесцвечивание. Это также поможет выявить устойчивые к обесцвечиванию кораллы, например, в заливе Акаба и других частях Красного моря, чтобы prioritзировать защиту таких рифов», — говорит Рэдекер.
По словам Мейбома, это исследование вносит крупный вклад и проливает новый свет на предыдущие наблюдения: «Работа Нильса раскрыла фундаментальные метаболические механизмы процесса обесцвечивания, важность которых мы до сих пор не понимали. Я считаю, он нашёл ключ к тому, что на самом деле происходит внутри кораллов при стрессе от глобального потепления».