Учёные впервые в Германии добились полового размножения кораллов в лаборатории

Исследователи из Института химии и биологии морской среды (ICBM) Ольденбургского университета впервые в Германии смогли добиться полового размножения каменных кораллов в аквариумах своего центра в Вильгельмсхафене.

Группа под руководством профессора Петера Шуппа смогла точно воссоздать условия естественной среды обитания кораллов в Тихом океане, что спровоцировало их нерест практически одновременно с их сородичами на другом конце света. На международном уровне подобное удавалось лишь несколько раз. «Это большой шаг для исследования кораллов в Германии», — заявил куратор аквариумных систем ICBM доктор Самуэль Ниццер. По его словам, половое размножение кораллов в лабораторных условиях открывает важные новые возможности для исследований, включая изучение оседания личинок и роста молодых кораллов.

Использованные в проекте кораллы рода Acropora относятся к важнейшему роду каменных кораллов и широко распространены в рифах по всему миру. Они нерестятся лишь раз в год, когда тысячи полипов одновременно выпускают в воду яйцеклетки и сперматозоиды. Это высокосинхронизированное массовое событие происходит только при идеальных условиях, что делает размножение в аквариуме крайне сложным. Если такие факторы, как длина светового дня, лунные циклы и климатические переменные, не соответствуют в точности природным условиям, кораллы не дадут потомства.

В настоящее время стандартным методом размножения является фрагментация — бесполый способ, при котором крупный коралл разбивают на части, которые быстро растут и используются в аквариумах или проектах по восстановлению рифов. Эти фрагменты генетически идентичны родительскому кораллу и так же уязвимы к изменениям среды, например, к повышению температуры воды. Учёные надеются, что молодые кораллы, полученные половым путём, будут более устойчивыми и лучше адаптироваться к меняющимся условиям.

Шупп, Ниццер и их коллега Мэттью Джексон приложили огромные усилия, чтобы вызвать нерест у кораллов Acropora. Осенью они модернизировали аквариумы в Вильгельмсхафене, создав специальную установку для воссоздания условий у рифов Австралии. Она симулировала не только химию воды и лунные циклы, но и такие параметры, как длина дня, освещение и температура. В ноябре кораллы, импортированные из Австралии через торговлю для аквариумов, поместили в резервуары.

Примерно через неделю после полнолуния в декабре — в соответствии с ожидаемыми сроками массового нереста — усилия учёных увенчались успехом: кораллы одновременно выпустили в воду гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды). Гаметы поднялись к поверхности, где их собрали Ниццер и Джексон. Учёные смешали яйцеклетки и сперматозоиды от разных колоний кораллов, чтобы обеспечить максимальное генетическое разнообразие потомства. «Мы достигли уровня оплодотворения почти 100% и смогли получить около 50 000 осевших личинок через несколько дней», — пояснил Ниццер. Самые крупные из выживших уже выросли до одного сантиметра.

Изучая этих адаптивных молодых кораллов, исследователи теперь стремятся определить факторы, способствующие их оседанию и росту. «Мы ожидаем, что улучшение методов оседания личинок и их выращивания позволит в будущем производить большое количество молодых кораллов для дальнейших исследований или, например, для использования в проектах по восстановлению деградировавших рифов», — сказал Шупп. Ещё одно преимущество этого подхода, по его словам, заключается в устранении логистической проблемы необходимости отправляться в естественную среду обитания кораллов в строго определённое время для получения потомства.