Коралловые рифы занимают только один процент дна океана, но они являются домом для четверти всех описанных морских видов в мире. Несмотря на свою важность, кораллы сегодня сталкиваются с рядом серьезных рисков, от обесцвечивания, вызванного повышением температуры морской воды, до отложений, вызванных земной эрозией в результате освоения земель, до нападения морских звезд тернового венка. Чтобы улучшить усилия по сохранению и восстановлению кораллов, важно увеличить разнообразие, чтобы все кораллы в одном районе не были подвержены одной и той же разрушительной силе.
Разнообразие также помогает строить рифы, более устойчивые к изменениям окружающей среды, чем рифы, состоящие из нескольких отдельных кораллов.В этом исследовании Шинзато и его команда использовали кораллы Acropora, наиболее распространенные виды кораллов в Индо-Тихоокеанском регионе. У них 113 видов, обитающих в водах от Красного моря через Индийский и Тихий океаны до Карибского моря. Есть четыре отдельные группы кораллов Acropora, основное эволюционное разделение которых произошло около 6,6 миллиона лет назад.
Сначала исследователи изучили секвенированный геном Acropora digitifera и Acropora tenius, которые принадлежат к двум наиболее отдаленно родственным группам. Затем команда обнаружила несколько повторяющихся последовательностей ДНК, называемых микросателлитами в их геномах.
Количество появляющихся повторов у разных кораллов разное.Чтобы обнаружить микросателлиты, обычно присутствующие у двух видов акропора, использованных в исследовании, исследователи использовали процесс, называемый полимеразной цепной реакцией (ПЦР), с использованием пары фланкирующих последовательностей ДНК, которые простираются по обе стороны от микросателлитной области. Расстояние между этими соседними последовательностями, называемыми праймерами, у каждого отдельного коралла различается из-за количества повторений микросателлитов, что дает ценную информацию о родстве разных людей. Однако разработка микросателлитных ДНК-маркеров по-прежнему занимает много времени, является дорогостоящим и трудоемким, поскольку маркеры часто являются видоспецифичными.
Несмотря на эти недостатки, Шинзато и его коллеги разработали 14 маркеров микросателлитной ДНК, обнаруженных у двух самых разных акропорасов. Поскольку 14 маркеров были сохранены во время их эволюции, восходящей к 6,6 миллиона лет назад, исследователи утверждают, что эти маркеры также должны присутствовать во всех 111 видах кораллов Acropora. Это исследование экономит время и труд ученых для создания маркеров для других 111 видов и служит мощным исследовательским инструментом для идентификации отдельных кораллов, тем самым способствуя популяционным генетическим исследованиям и сохранению кораллов Acropora.
Работа имеет прямое отношение к Окинаве. Поскольку кораллы Acropora являются наиболее распространенными кораллами в этом районе, исследование можно применить к большинству коралловых рифов Окинавы. Правительство префектуры Окинава уже приняло меры для сохранения и восстановления кораллов в близлежащих водах, используя эту технологию для увеличения генетического разнообразия коралловых плантаций.
«Я искренне надеюсь, что разработанная нами техника внесет свой вклад в трансплантацию и восстановление коралловых рифов», — сказал Шинзато. Маркеры, установленные командой OIST, могут быть применены ко всем кораллам Acropora в мире.
Исследование может открыть путь к глобальному восстановлению богатых экосистем коралловых рифов, которые страдают.