藻类的合作伙伴响应气候变化的压力比更强烈的珊瑚主机

珊瑚鹿角damicornis的图片:

鹿角珊瑚damicornis。图片:存在Shutterstock

令人惊讶的发现对于了解,监测和保护珊瑚礁扬言漂白重要的意义。

- 海洋科学弗吉尼亚研究所

一项新的研究看跌出人意料的是 - 一个甚至可以说双螺旋 - 进入了我们的理解是如何珊瑚礁反应两气候变化应激,海洋变暖和酸化。它还提供针对越来越多的全球损害珊瑚礁温暖致褪色事件的早期预警系统的可能性。


主机和共生体在鹿角damicornis幼虫显示不同的转录组回应海洋酸化和气候变暖
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珊瑚白化事件 - 当压力会打乱的伙伴关系,对双方都有利的珊瑚和他们的组织里活藻类 - 更频繁地发生近五倍,现在比他们所做的只是四十年前。这些事件已经摧毁了充满活力的,否则珊瑚礁生境的大片,还有渔业和旅游业培育它们,从而威胁到$ US375十亿,科学家估计健康的珊瑚礁每年增加了全球经济。

在目前的研究中,艾米丽维斯特威廉和海洋科学和同事玛丽的弗吉尼亚研究所利用尖端基因组技术来测试是否海洋变暖和酸化可能会以不同影响珊瑚的主机比其藻类伙伴。该研究报告发表在万博亚洲体育海洋科学前沿,在合着的摩根凯利路易斯安那州立大学,梅丽莎DeBlasse佛罗里达大学,和格雷琴霍夫曼加州大学圣塔芭芭拉分校。

该研究小组通过将一组珊瑚幼虫和他们的藻类共生水族的水进行加热,酸化条件预计到2100年,而温度和pH值的当今条件下拿着对照组。然后,他们比较了来自这些实验组和对照组的珊瑚和藻类细胞如何在基因表达方面不同。

基因表达是指通过该过程细胞通过其细胞核内DNA复制的所选位及使用这些“转录物”,使蛋白对细胞生长和维持读取其遗传密码的过程。从广义上讲,基因表达就是为什么你的肝脏不长的眼球,反之亦然。但是,对于每种细胞类型 - 肝,角膜,珊瑚,或藻是否 - 有机体的基因的差异表达也决定细胞结构和功能的更细微的方面,如代谢或酶生产的速率。

重要的是为目前的研究,改变的基因表达也与应力相关。研究人员因此用于这些变化来判断哪些细胞 - 珊瑚或藻类 - 最易遭受过于温水或腐蚀性的酸度。

令研究人员吃惊的是,他们发现,压力会改变基因的表达在藻类最显着。Says Rivest, “We saw more differences in gene expression in the symbiont than in the coral, which was really interesting, because I think people assume that the coral — since it’s the animal and is bigger — would be the one in control and most likely to change.” The researchers discovered that 89 genes were differentially expressed in the algal cells, while only 17 were differentially expressed in the coral.

技术上的突破

珊瑚褪色的先前的研究已经通过告诉用于轨距改变基因表达的遗传片段是否从珊瑚动物或其藻类共生体的技术困难步履蹒跚。维斯特的团队通过与那些在基因库中最近对各组生物的发展比较它们观察到的片段克服这一挑战。

“我们可以利用这些新的生物信息资源说“OK,找到了比赛,'”维斯特说。“这是非常激动人心的,尤其是对珊瑚,这是棘手动物的工作,在生成的序列数据的条款。直到最近,我们只是没有足够的好基因库,以有效地完成这类工作的。”

此前的研究也主要集中在成人珊瑚。通过在幼虫与藻类的合作伙伴,而不是寻找,维斯特的团队帮助照亮珊瑚生命周期中的一个重要和脆弱的阶段。

“我们的研究结果,”维斯特,“秀说,藻类中发挥更重要的作用比我们以前认为的 - 即使是在这个非常早期的和关键的生活史阶段。如果你没有在幼虫阶段的成功,你会不会对新礁珊瑚成人。在珊瑚礁持续到未来而言,这个早期阶段的成功是关键。”


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预警?

球队的惊喜的发现对于认识,监测和保护珊瑚礁扬言漂白重要的意义。

“当我们看漂白,我们经常测量珊瑚,这反映了在那里共生数量的颜色,”维斯特说。藻类的共生体含有光合色素,让否则几乎是透明的珊瑚组织它们的颜色。当珊瑚强调,失去藻类,什么变得可见是其根本,通常发白的骨架,让他们有漂白的样子。

“但是,”维斯特说,“我们的研究表明,即使你没有漂白的珊瑚,在共生体和珊瑚之间的关系也许真的不同。因此,它超越了多少共生体是有很重要的 - 我们真的需要了解这种关系如何变化,以及共生离开之前好。”

她说,“如果漂白时会发生,我们可以预期”,“我们也许可以设法营救这些珊瑚礁 - 遮阳他们,移植珊瑚的选择 - 不管可能的工作,以防止发生这些庞大的事件。因此,我们需要知道的警告标志是什么。如果你能识别特定的基因表达签名,或升高活动或特定的蛋白质,那么你知道如何有效地测量找找。”

维斯特认识到,只有真正切合实际的方式来削减珊瑚白化是限制导致海洋变暖的人类活动。但她认为,早期预警系统也可以在社会中发挥的反应的作用。

“珊瑚漂白最好的解决办法是解决海洋的全球变暖的趋势,”她说。“早期预警系统不能阻止这些事件的发生,但它可以帮助我们减少损失,帮助珊瑚礁坚持这种或那种形式的未来。”


来源文章:主机和共生体在鹿角damicornis幼虫显示不同的转录组回应海洋酸化和气候变暖

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