Как рисунки помогают раскрыть секреты устойчивости кораллов к жаре
Исследование, проведенное в Смитсоновском институте тропических исследований (STRI) в Панаме, показывает, что кораллы из районов с естественными колебаниями температуры океана могут быть лучше подготовлены к выживанию в условиях потепления, чем кораллы из более стабильных сред. Работа опубликована в Current Biology.
Коралл — это целый мир
Коралловый холобионт состоит из:
- Самого кораллового животного и его скелета.
- Симбиотических водорослей (зооксантелл), обеспечивающих энергию.
- Сообщества бактерий — микробиома, отвечающего за множество функций (аналогично микробиому кишечника у человека).
Выживание коралла неразрывно связано с его микробиомом. При стрессе от высокой температуры водоросли могут покинуть коралл, вызывая его обесцвечивание.
Эксперимент в "естественной лаборатории"
Ученые из проекта Rohr Reef Resilience Project под руководством Шона Коннолли (STRI) изучали кораллы рода Pocillopora в двух заливах:
- Залив Панамы — с ежегодными колебаниями температуры (холодные апвеллинги).
- Залив Чирики — с более стабильной круглогодичной температурой.
Кораллы подвергли быстрому тепловому стрессу в аквариумах на яхте (повышение до 10.5°C выше их среднемесячного максимума) и взяли пробы для анализа ДНК коралла, водорослей и бактерий.
Ключевые результаты
- Кораллы: Генетически популяции из двух заливов были схожи, но у кораллов из залива Панамы обнаружились признаки отбора по генам, связанным с устойчивостью к тепловому стрессу.
- Водоросли: В отличие от предыдущих экспериментов, некоторые кораллы сохранили своих исходных симбиотических водорослей даже при высокой температуре.
- Бактерии: Микробиом кораллов из обоих
заливов был нарушен высокими температурами, быстро переходя в
"болезненное" состояние. Нарушение происходило при
~7.5°C выше среднего максимума.
- Важно: для разрушения связи "коралл-бактерии" требовалась более высокая температура, чем для стресса самого кораллового животного. Это означает, что для этих кораллов высокая температура, вероятно, убьет животное раньше, чем критически повлияет на его микробиом.
Вывод: изменчивость тренирует устойчивость
При максимальных температурах кораллы из залива Панамы (с переменной средой) справлялись с жарой лучше, чем кораллы из стабильного залива Чирики. Это подтверждает гипотезу, что естественная изменчивость среды в Тропической Восточной Пацифике способствует повышенной термоустойчивости кораллов, что, возможно, помогло им восстановиться после катастрофического Эль-Ниньо 1982 года.
Значение для сохранения рифов
Коралловые рифы покрывают 0.1% поверхности Земли, но поддерживают около 25% морской жизни и обеспечивают средства к существованию для более миллиарда людей. Понимание основ устойчивости кораллов к потеплению океана критически важно для сохранения биоразнообразия и защиты прибрежных сообществ. Подход к кораллу как к целостной системе (холобионту), а не просто к двум партнерам, является ключевым.