«Инструментарий» кораллов позволяет плавающим личинкам превращаться в рифовые скелеты
Исследователи из Гавайского университета в Маноа, Университета Рутгерса и Хайфского университета определили ключевые и новые компоненты молекулярного «инструментария», который позволяет кораллам строить свои скелеты (процесс биоминерализации). Учёные описали, когда — в процессе превращения из плавающей личинки в коралл со скелетом — эти компоненты используются.
Кораллы — это результат симбиотических отношений кишечнополостных животных и миллионов одноклеточных водорослей, живущих в их тканях. Эти симбиотические водоросли фотосинтезируют и обеспечивают кораллы энергией, необходимой для построения скелетов. Скелеты, в свою очередь, формируют структуру и каркас коралловых рифов, которые служат средой обитания для рыб и других животных. Рифы настолько велики, что их видно из космоса, а создаваемые ими блага и услуги оцениваются в миллиарды долларов ежегодно.
Идеальной природной системой для изучения стали рифы залива Кāнеохе на Гавайях в районе Гавайского института морской биологии (HIMB). Исследование размножения кружевного коралла Pocillopora damicornis позволило изучить естественный «переключатель» биоминерализации. Кораллы выпускают своё потомство в виде плавающих личинок без скелета. Личинки меняют форму, оседают на рифе и начинают строить скелеты. Учёные исследовали экспрессию генов и выработку белков на этих разных стадиях жизни.
«Мы описали компоненты, которые были "выключены" или "включены" до и после постройки первых скелетных структур», — сказала соавтор Холли Патнам. Этот подход выявил количество и расположение важных компонентов механизма биоминерализации, что позволяет использовать их в качестве биомаркеров для будущих исследований роста кораллов.
Коралловые рифы переживают массовую гибель из-за высокой температуры морской воды, а закисление океана снижает их способность к скелетообразованию. Эти глобальные стрессоры накладываются на локальные угрозы: освоение побережий, избыток питательных веществ и перелов рыбы. Всё это вместе угрожает существованию кораллов как функциональной экосистемы.
«Чем лучше мы понимаем, как растут кораллы, тем лучше понимаем, как они реагируют на закисление океана, повышение температуры поверхности моря и загрязнение, и, следовательно, можем прогнозировать и управлять рифовыми сообществами в будущем», — отметила Рут Гейтс.
В настоящее время команда работает над дальнейшим описанием этих новых компонентов механизма биоминерализации у кораллов и того, как они регулируются при усилении экологического стресса.