Учёные нашли новые ключи к причине разрушительной болезни кораллов

Биологи из Техасского университета в Арлингтоне опубликовали новые результаты исследования, посвящённого изучению реакции разных видов кораллов на разрушительную болезнь и определению наиболее уязвимых видов.

Исследование посвящено влиянию болезни потери тканей каменистых кораллов (stony coral tissue loss disease, SCTLD), которая впервые появилась в 2014 году в водах у побережья Флориды и начала распространяться по остальной части Карибского бассейна в 2018-2019 годах. Работа проводилась в лаборатории профессора биологии Лоры Майдларз при участии коллег из Американских Виргинских островов и других учреждений.

Статья "Stony coral tissue loss disease induces transcriptional signatures of in situ degradation of dysfunctional Symbiodiniaceae" опубликована в выпуске Nature Communications от 22 мая. Ведущий автор исследования — аспирант лаборатории Майдларз Келси Биверс.

SCTLD — это разрушительное, быстро распространяющееся заболевание, характеризующееся быстрой потерей тканей и высокой смертностью кораллов. Оно затронуло кораллы вдоль всего 350-мильного Флоридского кораллового рифа и в 22 странах и территориях Карибского бассейна, включая Виргинские острова и Пуэрто-Рико. Кораллы находятся в состоянии стресса и более восприимчивы к болезням из-за последствий изменения климата.

Команда изучила экспрессию генов у пяти видов кораллов, чтобы понять, какие виды более восприимчивы к болезни, какие поражаются сильнее и как быстро болезнь распространяется у конкретных кораллов.

Ключевые результаты исследования:

  • Учёные обнаружили разную восприимчивость видов к болезни, что дало основу для анализа экспрессии генов.
  • Выявлен новый потенциальный механизм болезни: коралл избавляется от собственных симбионтов — водорослей Symbiodiniaceae, которые живут внутри коралла и обеспечивают его пищей и энергией посредством фотосинтеза.
  • Инфекция SCTLD вызывает повышенную экспрессию гена rab7, который, как известно, участвует в процессе симбиофагии — переваривании кораллом мёртвых или дисфункциональных симбионтов.
  • Это первое заболевание, при котором обнаружено, что коралл может направлять ответ именно против симбионта, а не просто общий иммунный ответ.
  • Данные также указывают на то, что кораллы испытывают голодание, вероятно, из-за того, что симбионты перестают нормально выполнять фотосинтез.
  • Исследователи наблюдали высокую активность генов, связанных с противовирусным иммунитетом у кораллов. Это указывает на возможную вирусную природу инфекции.
  • Основная гипотеза учёных: болезнь может быть вызвана вирусом, поражающим симбионта (водоросль).

Значение исследования:

Понимание механизмов болезни позволит лучше прогнозировать её вспышки для целей управления, например, для лечения кораллов на рифе или их перемещения в безопасные места (аквариумы, зоопарки), что уже практикуется для спасения здоровых кораллов от эпидемии.