Партнерства кораллов и водорослей за свою долгую историю пережили многочисленные изменения климата, и, по крайней мере, некоторые из них, вероятно, переживут и современное глобальное потепление, предполагает международная группа ученых.
Вывод команды основан на обнаружении того, что отношения между кораллами и мутуалистическими микроводорослями, которые позволяют им строить рифы, значительно старше и разнообразнее, чем предполагалось ранее.
«По прошлым оценкам, эти симбиотические отношения зародились от 50 до 65 миллионов лет назад», - сказал Тодд Лаженесс, адъюнкт-профессор биологии Пенсильванского университета.«Наши исследования показывают, что современные кораллы и их партнеры-водоросли были переплетены друг с другом гораздо дольше - со времен динозавров, примерно 160 миллионов лет назад. За время своего долгого существования они столкнулись с серьезными эпизодами изменения окружающей среды, но удалось прийти в норму после каждого."
По словам ЛаЖенесса, микроводоросли, обычно называемые зооксантеллами, из семейства динофлагеллят Symbiodiniaceae, живут внутри клеток кораллов, позволяя им получать энергию от солнечного света и строить массивные, экономически ценные рифовые образования, на которых бесчисленные морские организмы полагаются на среду обитания.
«Летопись окаменелостей показывает, что сегодняшние кораллы, образующие рифы, резко увеличили свое разнообразие около 160 миллионов лет назад», - сказал ЛаЖенес. «Обнаружение того, что происхождение симбионтов водорослей соответствует значительному увеличению численности и разнообразия кораллов, образующих рифы, означает, что партнерство с Symbiodiniaceae было одной из основных причин успеха современных кораллов."
Команда использовала генетические данные, включая последовательности ДНК, филогенетический анализ и сравнение геномов, чтобы рассчитать приблизительный возраст происхождения микроводорослей. Они также использовали классические морфологические методы, в которых сравнивали визуальные характеристики этих симбионтов с помощью световой и электронной микроскопии, а также компьютерного моделирования и других методов, чтобы обнаружить, что семейство водорослей не только старше, но и намного разнообразнее, чем считалось ранее. Результаты опубликованы сегодня (9 августа) в журнале Current Biology..
«В настоящее время многочисленные линии водорослей, называемые кладами, объединены только в один род», - сказал Джон Паркинсон, научный сотрудник Орегонского государственного университета. «Используя генетические методы, мы предоставляем доказательства того, что семейство на самом деле включает по крайней мере 15 родов, в том числе сотни и, возможно, тысячи видов по всему миру».
Это важно, объяснил он, потому что некоторые симбионты микроводорослей обладают характеристиками, которые делают их более устойчивыми к изменениям в окружающей среде, чем другие симбионты.
«Обновленная схема именования предлагает четкую основу для идентификации различных симбионтов», - сказал Паркинсон. «Точная таксономия (идентификация и наименование видов) является важным шагом в любом биологическом исследовании. Это особенно верно для исследований, пытающихся понять, как партнерство между рифовыми кораллами и их микроводорослями, которое необходимо для выживания и роста, может адаптироваться к изменению климата. Например, когда многие кораллы подвергаются воздействию высоких температур, они теряют свои симбиотические водоросли и умирают. Другие гораздо более устойчивы к жаре, и часть этой устойчивости основана на видах водорослей, которые у них есть».
Паркинсон отметил, что команда уже почти десять лет работает над модернизацией таксономии коралловых симбионтов, чтобы улучшить общение между учеными и продвинуть будущие исследования рифовых кораллов.
«До сих пор исследования физиологии и экологии этих водорослей пытались сравнить яблоки с яблоками», - сказал Паркинсон.«Учитывая, насколько различны некоторые из них, мы теперь признаем, что часто сравнивали яблоки с апельсинами. Эти изменения помогут исследователям более точно думать о сравнениях, которые они проводят в экспериментах».