Физиология потомства кораллов зависит от воздействия стрессовых факторов на родителей

Взрослые кораллы, пережившие высокоинтенсивные стрессы окружающей среды (например, обесцвечивание), могут производить потомство, лучше приспособленное к выживанию в новых условиях. Эти результаты серии экспериментов, проведенных в Бермудском институте океанологии (BIOS) в 2017 и 2018 годах, углубляют понимание ученых о том, как постепенное повышение температуры поверхности моря и другие нарушения окружающей среды могут повлиять на будущие поколения кораллов.

Исследование было опубликовано в журнале Global Change Biology. Первым автором выступил Кевин Вонг, аспирант Университета Род-Айленда (URI).

Сбор и исследование кораллов

Летом 2017 года команда собрала 40 взрослых кораллов Porites astreoides с двух разных рифов к северо-западу от Бермудских островов: мелководного лагунного рифа (Crescent Reef) и более открытого барьерного рифа (Hog Reef).

Кораллы поместили в мезокосм BIOS, где в больших аквариумах с проточной морской водой можно было контролировать температуру. Собрали исходные данные: скорость метаболизма и плотность Symbiodinaceae (симбиотических водорослей) в тканях.

Для моделирования термического стресса взрослые кораллы подвергались двум температурным режимам в течение 21 дня:

• Фоновый: 84°F (29°C)
• Повышенный: 88°F (31°C)

После этого оценили физиологию взрослых кораллов (дыхание, фотосинтез) и их личинок (размер, плотность Symbiodinaceae).

Затем колонии разделили пополам и провели перекрестную трансплантацию: половину фрагментов переместили в новую среду, половину вернули в исходную. В 2018 году кораллы собрали повторно и провели те же физиологические оценки.

Более устойчивое поколение

Результаты двухлетнего исследования показали:

• Взрослые кораллы, пережившие термический стресс, производили потомство, более способное к процветанию в своей текущей среде.
• Родительские кораллы, испытавшие стресс, могут «предварительно адаптировать» свое потомство к выживанию в новых условиях в следующем году.
• Высокоинтенсивные стрессовые события (например, обесцвечивание) могут иметь долгосрочные последствия для взрослых колоний и производства потомства.

«Коралл, использованный в этом исследовании, известен своей устойчивостью, и эти данные потенциально демонстрируют, почему этот вид так широко распространен в Карибском бассейне», — отметила Холли Путнам (URI).

Сейчас Кевин Вонг изучает молекулярные механизмы, лежащие в основе «экологической памяти» у кораллов в пределах и между поколениями, используя методы метаболомики, транскриптомики и эпигенетики.