Расшифровка отношений коралла и водорослей для защиты рифов
Исследователи из Университета Квинсленда считают, что раскрытие секретов симбиотических отношений между коралом и живущими в нём водорослями поможет предотвратить обесцвечивание кораллов.
Обесцвечивание происходит, когда симбиотические отношения между кораллом и водорослями разрушаются — кораллы, испытывающие экологический стресс, разрывают связь со своими водорослевыми партнёрами, что лишает их источника энергии.
Доктор Чонг Син Чан из Института молекулярной биологии (IMB) отметил, что большинство исследований до сих пор были посвящены кораллам, а не водорослям.
«Мало что известно о молекулярных механизмах, лежащих в основе их симбиотических отношений — как мы можем понять разрыв, если сначала не поймём сами отношения?» — сказал он.
Команда доктора Чана использует геномные данные для поиска генов, которые повышают устойчивость водорослей и помогают кораллам адаптироваться к изменениям окружающей среды, вызванным изменением климата.
Водоросли, живущие внутри коралла, — это динофлагелляты, тип фитопланктона, крошечных фотосинтезирующих организмов, которые производят себе пищу, используя энергию солнечного света.
«Это семейство водорослей очень разнообразно, — сказал доктор Чан. — Некоторые из них токсичны, вызывая вредоносное цветение воды, известное как "красные приливы", другие обеспечивают биолюминесценцию или растут в морском льду, а многие являются свободноживущими».
Исследователь IMB Рауль Гонсалес-Печ сообщил, что геном этих водорослей примерно вдвое меньше человеческого.
«С этими водорослями всё непросто, у них одни из самых странных геномов, которые мы когда-либо видели, — сказал он. — В человеческой клетке ДНК организована в 23 пары хромосом, но ДНК этих водорослевых клеток упакована так плотно, что мы до сих пор не знаем точно, сколько у них хромосом».
Предыдущие исследования основывались на бактериях или паразитах, и учёные предполагали, что эти водоросли имеют схожий эволюционный путь. Однако генетические данные показывают, что они функционируют совершенно иначе, чем другие внутриклеточные обитатели.
«В нашем более раннем анализе геномов мы обнаружили, что эти водоросли, возможно, способны к половому размножению, что может повысить их способность адаптироваться к окружающей среде», — сказал Гонсалес-Печ.
Теперь исследователи хотят сравнить геномику симбиотических и свободноживущих видов, чтобы понять, как различия в их геномах соответствуют различиям в их образе жизни. Это даст больше подсказок об их симбиотических отношениях с кораллом.
«Динофлагелляты жизненно важны для выживания Большого Барьерного рифа Австралии, — сказал доктор Чан. — Мы можем использовать геномную информацию, чтобы ответить на фундаментальные вопросы о том, что делает эти водоросли успешными симбиотическими партнёрами в коралловых рифах, например, как они способствуют термостойкости у одних кораллов больше, чем у других.
Мы секвенировали девять таких геномов водорослей за четыре года — технологии секвенирования ушли так далеко вперёд и позволили нам стать самой продуктивной лабораторией по генерации геномных данных динофлагеллят.
Понимание этих отношений между водорослями и кораллом — одна из самых сложных проблем. Здесь, в IMB, мы мотивированы самыми сложными головоломками».