Около 25% всего морского биоразнообразия зависит от коралловых рифов, трехмерного известкового каркаса, заложенного коралловыми животными вместе с их водорослевыми симбионтами. Изменение климата, в частности повышение температуры морской воды, угрожает нарушить функциональность этой продуктивной ассоциации с потенциально разрушительными последствиями для экосистемных услуг, которые предоставляются коралловыми рифами, включая снабжение продовольствием, защиту прибрежных районов, привлечение туристов и доступ к биофармацевтическим препаратам.Исследования симбиотического партнерства между кораллами-хозяевами и их водорослевыми симбионтами в самых жарких средах коралловых рифов в мире — Персидском / Аравийском заливе (PAG) и близлежащих морях — привели международный консорциум ученых к выводу о том, что естественный отбор существующего биоразнообразия возможен. ключ к облегчению быстрой адаптации экосистем коралловых рифов к изменению климата.
Новые результаты исследований Саутгемптонского университета (Великобритания), KAUST (Саудовская Аравия), NYUAD (ОАЭ) и Тель-Авивского университета / IUI (Израиль) опубликованы на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.Профессор Йорг Виденманн, глава лаборатории коралловых рифов Университета Саутгемптона и главный исследователь проекта, объясняет: «Кораллы PAG могут выдерживать исключительно высокие уровни солености и температуры до 35 градусов по Цельсию — условия, которые могут убить кораллы в других местах. , историческое изменение климата, которое создало эту экстремальную среду, оставило коралловым сообществам в регионе Ближнего Востока менее 6000 лет, чтобы приспособиться к резким изменениям. Следовательно, эти коралловые экосистемы являются идеальными модельными системами для понимания того, как рифы могут реагировать на современные изменение климата."Доктор Бенджамин Хьюм, научный сотрудник Университета Саутгемптона и ведущий автор статьи, уточняет: «Используя передовые молекулярно-биологические подходы, мы недавно обнаружили, что кораллы южной PAG являются почти исключительно хозяевами симбиотических водорослей, Symbiodinium thermophilum, которые Это открытие предполагало, что этот вид водорослей был необходим для выживания кораллов PAG, и возник вопрос, был ли Symbiodinium thermophilum продуктом быстрой эволюции, катализируемой сложными условиями PAG, или этот симбионт возник где-то еще. "Чтобы ответить на этот вопрос, группа ученых проанализировала около тысячи кораллов вдоль 5000 км береговой линии в ПАГ и прилегающих морях.
Профессор Вулстра из Исследовательского центра Красного моря в KAUST добавляет: «Технологии секвенирования нового поколения позволили нам проанализировать ДНК коралловых симбионтов с беспрецедентной глубиной, что является предпосылкой для скрининга большого количества образцов на генетическую сигнатуру Symbiodinium thermophilum».
Хотя необычный симбионт преобладал в пределах PAG, он также был обнаружен в Оманском заливе и Красном море, однако только на едва обнаруживаемых уровнях. Анализируя набор молекулярных маркеров, исследователи обнаружили удивительное генетическое разнообразие среди S. thermophilum за пределами PAG.Доктор Хьюм объясняет: «Наши данные показывают, что это разнообразие явилось результатом генетической радиации, возраст которой составляет примерно 13 миллионов лет назад.
Это намного раньше, чем образование PAG, которое произошло всего около 15 тысяч лет назад в результате повышения уровня моря после последний ледниковый период ".Он добавляет: «Из этой разнообразной группы только один генетический тип доминирует над PAG, предполагая, что отбор в экстремальных условиях благоприятствовал существующему варианту, который лучше всего подходит для стимулирования роста кораллов в этой среде».Профессор Виденманн продолжает: «Наш пример термостойкого кораллового симбионта предполагает, что генетическое разнообразие, существующее среди популяций, может быть ключом к выживанию, если виды сталкиваются с быстрыми изменениями условий окружающей среды.
Эти предварительно адаптированные формы могут существовать только в небольшом количестве среди многочисленные, но более уязвимые особи. Любая потеря генетического материала коралловых рифов, вызванная разрушением среды обитания, переловом рыбы, обогащением питательными веществами и загрязнением, может, таким образом, снизить способность видов приспосабливаться к изменяющейся среде ".
Он заключает: «Чтобы сохранить коралловые рифы для будущего, нам необходимо бороться с повышением уровней парниковых газов, вызывающих изменение климата. В то же время нам необходимо защитить современное биоразнообразие, чтобы облегчить адаптацию к изменяющимся условиям окружающей среды. Это применимо не только коралловым рифам, но и экосистемам в целом ».