Фактор, ограничивающий восстановление кораллов после обесцвечивания
Повышение температуры морской воды может вызвать обесцвечивание кораллов из-за потери симбиотических водорослей. Кораллы могут восстановиться, рекрутируя водоросли в клетки хозяина из остаточной популяции симбионтов или из внешней среды. Однако высокая смертность кораллов после массовых случаев обесцвечивания указывает, что восстановление в природе ограничено.
Совместная исследовательская группа из Национального института фундаментальной биологии (NIBB), Университета Тохоку (Япония) и Университета Джеймса Кука (Австралия) изучила влияние предварительного воздействия теплового стресса на способность симбиотических водорослей заражать хозяев-стрекающих, используя модельную систему актинии (Aiptasia) – зооксантеллы (водоросли). Они обнаружили, что симбиотические водоросли теряют способность к заражению хозяина после воздействия теплового стреза. Эти результаты предполагают, что восстановление после обесцвечивания может быть ограничено потерей инфективности симбионта после вызывающего обесцвечивание теплового стресса.
Коралловые рифы – основа биоразнообразных экосистем, но их существование находится под угрозой из-за глобальных изменений и потепления. Симбиоз коралл–водоросль чувствителен к повышению температуры воды, что приводит к обесцвечиванию из-за потери симбиотических водорослей (зооксантелл). Кораллы могут восстановиться, рекрутируя водоросли из остаточной популяции симбионтов или из внешней среды. Однако в природе восстановление часто ограничено, что приводит к гибели кораллов от голода.
В исследовании, опубликованном в The ISME Journal, аспирантка NIBB Марико Кишимото сосредоточилась на способности симбиотических водорослей заражать хозяина после теплового стресса и определила фактор, ограничивающий восстановление.
«В этом исследовании мы использовали актинию (Aiptasia) вместо кораллов, так как с ней легко работать в лаборатории. Важно, что Aiptasia образует симбиоз с водорослями-зооксантеллами и также обесцвечивается при тепловом стрессе, как и кораллы», – сказала г-жа Кишимото.
Симбиотические водоросли (штамм CS-164) культивировали при 25 ºC или 32 ºC в течение 3 дней, а затем их инфективность тестировали при 25 ºC, подсчитывая количество водорослей в щупальцах Aiptasia.
«Инфективность водорослей явно терялась после культивирования при 32 ºC».
«Важно, что культивирование самой Aiptasia при 32 ºC не влияло на инфективность».
«Таким образом, наши результаты показали, что восстановление после обесцвечивания может быть ограничено потерей инфективности симбионта после вызывающего обесцвечивание теплового стресса», – сказала г-жа Кишимото.
Дальнейшее исследование показало, что инкубация при 32 ºC не была летальной для симбиотических водорослей, которые демонстрировали восстановление инфективности после культивирования в оптимальных условиях.
Команда также обнаружила, что другой штамм водорослей (CCMP2459) не терял инфективность после воздействия теплового стресса.
Доцент Шуничи Такахаши из NIBB, руководивший исследовательской группой, сказал: «Наши результаты позволяют предположить, что термоустойчивые симбиотические водоросли могут дать обесцвеченным кораллам шанс на восстановление».