Коралловые рифы состоят из массивных скелетов из карбоната кальция. Настоящее исследование, опубликованное в журнале Science Advances 16 января 2019 года, раскрывает понимание процесса кальцификации, а именно процесса, который приводит к образованию этих скелетов. Выяснение кальцификации кораллов является ключом к более глубокому пониманию и более точным прогнозам того, как и почему коралловые рифы реагируют на изменения окружающей среды, такие как закисление океана.
Сочетая микроскопию и микросенсорные измерения, мы смогли напрямую измерить кальций, карбонат и pH в месте кальцификации в коралловых микроколониях Stylophora pistillata и получить важные химические параметры карбоната. Мы показываем, что все измеренные и полученные параметры у коралла выше, чем у окружающей морской воды. Это указывает на важность механизмов концентрации кальция и углерода, которые активно регулируются кораллом для формирования его скелета», - говорит ведущий автор Дуйгу Севильген, ученый из CSM и бывший аспирант Института морской микробиологии им. Макса Планка.
Измерение этих ключевых параметров в месте кальцификации в образцах живых кораллов (где формируются первые кристаллы, прежде чем они сливаются, образуя массивный скелет) технически очень сложно. Предыдущие исследования с использованием микроэлектродов проводились «вслепую», и им мешала неуверенность в правильности размещения микроэлектродов в кальцифицирующей среде. Таким образом, большая часть сегодняшних знаний основана на геохимических характеристиках мертвых скелетов, а не на измерениях живых кораллов. Севильген и ее коллеги преодолели эти трудности, используя микроскопию in vivo для ориентации микроэлектродов в кальцифицирующей среде, сводя к минимуму нарушение физиологии кораллов.«На протяжении многих лет одной из наших сильных сторон в CSM было выращивание кораллов в контролируемых условиях и разработка передовых методов анализа физиологии живых кораллов», - говорит Сильви Тамбутте, директор по исследованиям CSM.
Александр Венн, старший научный сотрудник CSM, поясняет далее: «В литературе по кораллам имеется множество важных данных об кальцифицирующей жидкости. Однако значения, полученные разными методами, демонстрируют большую изменчивость. В нашем исследовании мы объединили два метода измерения pH (чувствительный к pH флуоресцентный краситель и микродатчики pH) и оптически подтвердили, что мы измеряем в одном и том же месте и в одно и то же время. место, методы действительно согласуются, проясняя различия в предыдущих выводах. Это подчеркивает полезность и важность оптической проверки при использовании микросенсоров для обеспечения правильного размещения внутри коралла».
В исследовании представлены важные выводы, которые будут актуальны для будущих подходов к микросенсорам и моделированию, связанных с химическим составом и динамикой карбонатов во время образования кристаллов карбонатов в кораллах.