Кто кем управляет: водоросли или актиния?

Обесцвеченные актинии — те, что лишились симбиотических водорослей — не двигаются к свету, в отличие от здоровых актиний с симбионтами. Это открытие, опубликованное в Coral Reefs, сделали Шона Фу, Артур Гроссман и Кен Калдейра из Института Карнеги вместе с Лорен Лидделл из Исследовательского центра NASA имени Эймса. Оно представляет собой увлекательный пример для изучения концепции контроля в симбиотических отношениях.

Актинии — близкие родственники кораллов, и их изучение помогает понять экосистемы рифов. Как и кораллы, они содержат водоросли, которые преобразуют энергию Солнца в пищу посредством фотосинтеза. Водоросли делятся частью производимых ими питательных веществ со своими хозяевами — актиниями или кораллами.

"Потепление океана из-за изменения климата приводит к тому, что кораллы и актинии теряют своих водорослевых "квартирантов" — явление, называемое обесцвечиванием", — сказал Калдейра.

Актинии могут добывать пищу самостоятельно, но питательные вещества, предоставляемые фотосинтезирующими водорослями, позволяют им выживать, когда еды мало — полезный навык в меняющемся климате. Многие кораллы погибают без питательных веществ от водорослей, что делает ситуацию на рифах особенно тревожной.

Исследование под руководством Фу показало нечто новое об обесцвеченных актиниях — они не двигаются к свету, как здоровые. Учёные обнаружили, что актиния Aiptasia чувствует и движется к белому и синему свету, когда в ней живут водоросли. Но без симбионта движение актинии было хаотичным и не имело направленности.

Это открытие ставит интересный вопрос: направляют ли фотосинтезирующие водоросли движение актинии-хозяина, или же животное эволюционировало, чтобы двигаться к свету только в присутствии своего водорослевого "квартиранта".

"Возможно, водоросли чувствуют направление света и затем контролируют движение актинии, что оптимизирует поглощение света для фотосинтеза и роста", — объяснила ведущий автор Фу, ныне работающая в Университете штата Аризона. "Или, возможно, свет чувствуют сами актинии, но только когда в них живут водоросли".

Гроссман добавил: "У водорослей есть многочисленные светочувствительные рецепторы, поглощающие свет в синей области видимого спектра, которые могут участвовать в этом процессе; в настоящее мы почти ничего не знаем о роли таких фоторецепторов у симбиотических водорослей этого типа".

Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять физиологические механизмы, лежащие в основе наблюдаемого поведения — как актиния и водоросли сигнализируют друг другу, чтобы предпринимать действия, усиливающие способность водорослей улавливать энергию солнечного света.

"Независимо от того, как функционирует взаимосвязь между присутствием водорослей и движением актинии, ясно, что симбиотическая пара эволюционировала, чтобы использовать ситуацию, позволяющую процветать обоим партнёрам", — заключил Калдейра.

Высказывались предположения, что пересадка более термоустойчивых неродных водорослей в кораллы может быть механизмом выживания при обесцвечивании. Понимание сигнальных механизмов, обеспечивающих взаимодействие "квартиранта" и хозяина — включая эту способность чувствовать свет и двигаться к нему — могло бы помочь учёным в этом начинании.