Помощь кораллам в борьбе с давлением

Микроскопические растительные клетки, известные как динофлагелляты, живущие в тканях кораллов, могут помогать регулировать осмотическое давление, позволяя кораллам лучше справляться с высокой солёностью среды. Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) предполагают, что это может быть одним из секретов кораллов Красного моря и Персидского (Аравийского) залива, которые демонстрируют исключительную термоустойчивость в условиях экстраординарно солёной воды.

Коралловые рифы обладают высокой биологическим разнообразием и экономической ценностью, однако этим жизненно важным экосистемам угрожает опасность, поскольку рост температуры моря увеличивает частоту локальных и глобальных случаев обесцвечивания кораллов. Исследователи ищут стратегии, которые помогут уменьшить будущие потери рифов. Как объясняет аспирант Тилль Рётиг, руководивший работой, влияние изменений температуры и pH изучается интенсивно, однако последствия связанных с климатом изменений солёности для кораллов почти не привлекали внимания.

В основе коралловых рифов лежит симбиотические отношения кораллового полипа с динофлагеллятами рода Symbiodinium, которые снабжают коралл энергией в обмен на питательные вещества и углекислый газ. Исследователи обнаружили, что свободноживущие Symbiodinium справляются с высокой солёностью, производя и накапливая совместимые органические осмолиты (СОО) для регулирования своего осмотического давления. Скрининг культур Symbiodinium, подвергнутых воздействию низкой, нормальной и высокой солёности, показал, что углевод флоридозид повсеместно присутствует в высоких концентрациях у водорослей и кораллов в условиях высокой солёности.

Синтез СОО представляет собой быстро доступное и жизнеспособное долгосрочное решение для установления осмотического равновесия. Исследование демонстрирует, что СОО флоридозид используется как консервативный осмолит, помогающий Symbiodinium и кораллам адаптироваться к солевым условиям. Как добавляет руководитель группы Кристиан Фульстра, также важно, что флоридозид может помогать нейтрализовать активные формы кислорода (АФК), образующиеся при солевом стрессе.

АФК образуются при солевом стрессе, но также и при тепловом стрессе, где они могут вызывать обесцвечивание кораллов. Таким образом, одна и та же молекула, которая регулирует осмотическое равновесие и защищает динофлагеллят и коралл от стресса, вызванного высокой солёностью, может непреднамеренно способствовать повышению термоустойчивости благодаря своим свойствам поглотителя АФК. Понимание того, как изменения солёности влияют на кораллы, имеет важное значение для управления рифами, особенно с учётом эффектов изменения климата. Например, предлагаемая пересадка термоустойчивых кораллов из Красного моря в другие местообитания может не обеспечить желаемой температурной устойчивости в новой, менее солёной среде. И наоборот, увеличение солёности морской воды в некоторых местах может помочь кораллам стать более устойчивыми к стрессу.