Генетические секреты водорослей раскрывают механизм обесцвечивания кораллов
Исследователи под руководством Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) идентифицировали гены, которые позволяют некоторым симбиотическим водорослям в кораллах переносить более высокие температуры океана. Эти гены могут служить маркерами для оценки риска обесцвечивания кораллов в разных районах тропических рифов, включая Большой Барьерный риф.
- Роль водорослей: Тропические кораллы не могут выжить без водорослей рода Symbiodinium, живущих внутри них. Эти фотосинтезирующие организмы обеспечивают кораллы более чем 90% пищи.
- Причина обесцвечивания: Повышение температуры воды вызывает у водорослей стресс, заставляя их производить избыток токсичных химических веществ — активных форм кислорода (АФК), которые повреждают и сами водоросли, и коралл. В результате коралл изгоняет водоросли, обесцвечивается и погибает от голода, если не будет заново заселен.
Ключевое открытие: Впервые обнаружен механизм, объясняющий, почему некоторые водоросли могут выдерживать более высокие температуры. Они способны "включать" гены для производства белков, нейтрализующих токсичные химические вещества.
Ход исследования:
- Ученые сравнили две культуры водорослей, изначально изолированных из кораллов с более теплого и более прохладного участков Большого Барьерного рифа.
- В лабораторном эксперименте с тепловым стрессом водоросли из прохладного участка повреждались, а из теплого — оставались здоровыми.
- Изучение активности генов показало, что только водоросли с теплого рифа активируют специфические гены в условиях теплового стресса для противодействия АФК.
Неожиданный результат: В условиях стресса оба типа водорослей могут переключаться с обычного бесполого размножения на половое. Это ускоряет эволюцию и может позволить некоторым водорослям быстро адаптироваться к повышению температуры — своеобразный "счастливый билет" для выживания кораллов.
Контекст: В 2016 году из-за аномально высоких температур значительная часть Большого Барьерного рифа подверглась обесцвечиванию, и около четверти кораллов уже погибло. Будущие исследования покажут, содержат ли выжившие кораллы водоросли, способные активировать выявленные "теплоустойчивые" гены.
Исследование опубликовано в журнале Molecular Biology and Evolution.