Открытие репродукции дает надежду на восстановление исчезающего мягкого коралла
Пурпурный мягкий коралл Dendronephthya australis, теперь внесенный в список исчезающих видов, был почти полностью уничтожен в эстуарии Порт-Стивенс в результате наводнений 2021-2022 годов. Это трагедия, поскольку этот коралл служит укрытием для молоди луциана и исчезающего морского конька Уайта.
Недостаток знаний мешал усилиям по восстановлению — до сих пор.
В новом исследовании было обнаружено, как размножается этот коралл. Ученые использовали ЭКО (in-vitro fertilization) для создания детенышей коралла в лаборатории и успешно пересадили кораллы в дикую природу. Это дает новую надежду на выживание вида.
Сложная половая жизнь кораллов
Кораллы могут размножаться бесполым путем, создавая генетические копии себя. Это распространенный подход для восстановления кораллов, похожий на размножение растений черенками.
Многие кораллы — гермафродиты, другие образуют колонии, полностью мужские или женские. Некоторые смешивают или меняют пол.
Нерест — это выброс яйцеклеток и сперматозоидов. Кораллы могут использовать различные техники: широковещательный нерест (выброс в толщу воды) или вынашивание (оплодотворение внутри колонии).
Случайное открытие в лаборатории
Ученые выращивали кораллы в лаборатории из фрагментов, когда заметили необычные маленькие оранжевые точки внутри некоторых кораллов. Оказалось, что это неоплодотворенные яйцеклетки.
Половина фрагментов содержала яйцеклетки. При более детальном изучении под микроскопом выяснилось, что другая половина содержала сперматозоиды. По стечению обстоятельств, фрагменты были взяты от двух колоний-доноров — одной женской и одной мужской. Так было обнаружено, что Dendronephthya australis является гонокорическим видом (колонии либо мужские, либо женские).
Наблюдения показали, что самки выметывают икру (выпускают яйцеклетки) вокруг квадратурного прилива (когда луна наполовину полная) в летние месяцы. Возможно, коралл эволюционировал для нереста, когда приливные течения наиболее слабы, чтобы максимизировать шансы оплодотворения.
ЭКО для кораллов
Ученые использовали методы ЭКО для оплодотворения собранных яйцеклеток. Деление клеток произошло в течение нескольких часов. Подвижные личинки выросли в течение следующей недели.
С восьмидневного возраста личинки начали превращаться в полипы; ученые стали первыми, кто увидел этих крошечных детенышей коралла (в виде одиночных полипов).
Всего за несколько недель из нескольких фрагментов коралла было получено 280 детенышей.
Понимание того, как размножается пурпурный коралл, важно по нескольким причинам:
- Поддержание генетического разнообразия: если соотношение полов становится несбалансированным, эффективный размер популяции будет меньше общего числа оставшихся особей.
- Достижение оплодотворения: широковещательный нерест у кораллов зависит от плотности. Это означает, что при потере большего числа колоний вероятность естественного полового размножения снижается.
- Восстановление баланса полов: любые попытки вырастить больше кораллов из фрагментов должны гарантировать наличие как мужских, так и женских колоний.
- Увеличение масштабов производства: половое размножение дает возможность вырастить больше детенышей кораллов при сохранении генетического разнообразия в популяции.
Текущая работа по восстановлению
После этого открытия ученые успешно повторили методы ЭКО. Они пересадили сотни детенышей коралла и выпустили тысячи личинок обратно в Порт-Стивенс.
Предварительные результаты показывают, что некоторые детеныши, полученные с помощью ЭКО, пережили по крайней мере первые 18 месяцев и показали себя лучше, чем бесполые фрагменты.
Планируется проводить программу ЭКО ежегодно. Ученые оптимистично настроены, что смогут увеличить популяцию этого исчезающего коралла способами, которые ранее считались невозможными.