Как кораллы контролируют свои симбиотические водоросли?
Кораллы и родственные им актинии (морские анемоны) зависят от симбиотических водорослей, живущих в их тканях. Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, раскрывает ключевой механизм, с помощью которого хозяин контролирует численность популяции водорослей.
Ключ к контролю — азот
Исследовательская группа (Carnegie, Stanford, UC Riverside) обнаружила, что ограничение доступного азота — главный фактор, сдерживающий рост популяции симбиотических водорослей Breviolum minutum в актинии Exaiptasia pallida.
Механизм обратной связи
- При высокой плотности популяции водоросли начинают проявлять признаки дефицита азота — аналогично свободноживущим водорослям в бедной азотом среде.
- Чем больше водорослей, тем больше фотосинтетических сахаров они поставляют актинии.
- Актиния использует углеродные скелеты этих сахаров, чтобы удерживать и перерабатывать свои азотсодержащие отходы (аммоний).
- Это приводит к двум последствиям:
- Стимулирует рост актинии.
- Ограничивает количество азота, доступного для водорослей, сдерживая их дальнейшее размножение.
Значение для коралловых рифов
Этот динамический обмен питательными веществами обеспечивает стабильность симбиоза. Понимание механизмов контроля популяции водорослей критически важно, поскольку:
- Исчезновение водорослей (как при обесцвечивании из-за потепления океана) лишает кораллы питания.
- Бесконтрольный рост водорослей может перегрузить метаболизм хозяина и повысить уязвимость к болезням.
«Наша работа показывает, как ассоциация обеспечивает стабильные и взаимовыгодные отношения», — говорит ведущий автор Тингтин Сян. Дальнейшие исследования могут помочь в пересадке более выносливых водорослей обесцвеченным кораллам и повышении устойчивости симбиоза к неблагоприятным условиям.