Создано первое «генеалогическое древо» для кораллов, выращенных в аквариуме
Кораллы, выведенные в публичных аквариумах, предоставляют уникальные возможности для исследований и здоровый запас для переселения в дикую природу. Это ключевые компоненты для будущего коралловых рифов, которые поддерживают около 25% всей жизни в океанах Земли. Однако долгосрочный успех таких усилий частично зависит от поддержания генетического разнообразия у аквариумных кораллов, что повышает их устойчивость к таким угрозам, как потепление и закисление океана.
В исследовании, опубликованном в Frontiers in Marine Science, команда биологов аквариума Штейнхарта и исследователей из Coral Spawning Lab Калифорнийской академии наук создала первое в истории генеалогическое древо (педгри) для кораллов, выведенных в аквариуме, и предложила список лучших практик для сохранения генетического разнообразия.
«Генетическое разнообразие — это то, что позволяет видам адаптироваться к множеству угроз, вызванных изменением климата», — говорит куратор академии Ребекка Олбрайт, Ph.D., основательница Coral Spawning Lab.
Для исследования ученые провели генетический анализ родителей и потомства двух поколений кораллов Acropora hyacinthus, выведенных в лаборатории в 2019 и 2020 годах. На основе сходства ДНК они смогли определить родственные связи между особями.
«Кораллы — это нерестующие в толще воды организмы. Несколько колоний одновременно выпускают сперму и яйцеклетки, и невозможно сразу определить, кто чей родитель», — говорит исследователь кораллов и соавтор работы Элора Лопес-Нандам, Ph.D.
Ключевой результат: Оказалось, что всего две из четырех колоний, нерестившихся в 2019 году, стали родителями 22 из 23 выживших к двухлетнему возрасту кораллов. Это открывает новые вопросы о причинах их репродуктивного успеха.
Кроме родства, ученые проанализировали все 450 миллионов пар оснований ДНК у каждого образца, чтобы найти генетические различия между поколениями. Они обнаружили 887 точек в геноме, которые отличаются у аквариумных кораллов по сравнению с дикими.
«Многие из этих различий были обнаружены в генных путях, связанных с симбиозом с фотосинтезирующими водорослями, от которых многие кораллы получают основную часть энергии», — отмечает Лопес-Нандам.
Авторы подчеркивают, что для такого исследования требуется уникальная команда экспертов, способная вырастить кораллы от крошечных гамет до взрослых особей, готовых к нересту.
«Такого рода сотрудничество между аквариумными биологами и научными исследователями встречается редко. Академия уникальна тем, что может продвигать такие исследования, одновременно оказывая большое влияние на сохранение кораллов», — говорит биолог аквариума Штейнхарта и соавтор Лиза Ларкин.
Биологи аквариума месяцами следят за качеством воды и развитием кораллов, чтобы обеспечить их здоровье и готовность к нересту.
«Уход за кораллом в течение целого года, и когда они наконец нерестятся, ты понимаешь, что проделал отличную работу. Поскольку каждый нерест дает новые возможности для исследований, применимых для сохранения кораллов, результат стоит всех усилий», — заключает Ларкин.