Coralii din nordul Mării Roșii trec un test de stres termic cu culori de zbor

Sistemul de acvariu unde oamenii de știință au introdus coralii roșii din Marea Nordului la temperaturi diferite. Credit: Maoz Fine

Oamenii de știință din EPFL încep să înțeleagă de ce coralii din Golful Aqaba, împreună cu algele și bacteriile lor simbiotice, sunt deosebit de rezistente la temperaturi mai ridicate.

Chiar și în cele mai optimiste scenarii, majoritatea ecosistemelor recifelor de corali de pe planeta noastră – indiferent dacă este în Australia, Maldive sau Caraibe – vor dispărea sau vor fi în stare proastă până la sfârșitul secolului. Asta pentru că încălzirea globală împinge temperaturile oceanului peste limita pe care o pot rezista algele coraline monocelulare. Aceste alge trăiesc în interiorul țesutului coral pentru protecție și, în schimb, furnizează substanțe nutritive esențiale coralilor produși prin fotosinteză. Deoarece algele conțin o varietate de pigmenți și astfel dau recifelor de corali faimoasele lor culori, dacă se pierd, coralii devin albi, cunoscuți ca albirea coralilor. Dar, în ciuda amenințării reale pe care o reprezintă încălzirea globală, coralii din Marea Roșie caută să își păstreze culoarea vibrantă.

„Știam deja că coralii din Golful Aqaba, la capătul nordic al Mării Roșii, sunt deosebit de rezistenți la temperaturi mai ridicate. Dar am vrut să studiem întregul mecanism molecular din spatele acestei rezistențe ”, a spus Romain Savary, un rucsac la Laboratorul de Geochimie Biologică (LGB) al EPFL și autor principal al studiului, care apare astăzi la PNAS. Ce au descoperit oamenii de știință: acei corali, precum și algele și bacteriile cu care trăiesc, pot rezista la temperaturi medii cu aproximativ 5 ° C mai ridicate decât le experimentează de obicei. Și, în ciuda gravității schimbărilor climatice, este puțin probabil ca temperaturile Mării Roșii să crească cu mai mult de 5 ° C până la sfârșitul secolului. „Acest lucru ne dă speranță reală că putem salva cel puțin un ecosistem mare de recif de corali pentru generațiile viitoare”, a spus Anders Meibom, șeful LGB.

Sistemul de acvariu al coralilor Mării Roșii din nord

Sistemul de acvariu unde oamenii de știință au introdus coralii roșii din Marea Nordului la temperaturi diferite. Credit: Maoz Fine

Ia-o în pas

Pentru a-și desfășura studiul, oamenii de știință au fost supuși coralilor din Golful Aqaba la o serie de presiuni de căldură, inclusiv temperaturile mai ridicate care ar putea apărea în deceniile următoare. În prezent, temperatura maximă lunară medie în aceste ape este de aproximativ 27 ° C, astfel încât oamenii de știință au expus probele de corali la temperaturi de 29,5 ° C, 32 ° C și 34,5 ° C, pe o perioadă scurtă de timp (trei ore) și mai lungă (săptămână). Oamenii de știință au măsurat expresia genică a coralilor și a algelor simbiotice în timpul și după testul de stres termic și au determinat compoziția microbiomului care trăiește în corali.

„Principalul lucru pe care l-am constatat este că acești corali trăiesc în prezent la temperaturi mult sub rezistența maximă pe care o pot folosi cu mașinile lor moleculare, ceea ce înseamnă că sunt protejați în mod natural împotriva creșterilor de temperatură care ar putea apărea în următorii 100 sau chiar 200 de ani, ”A spus Savary. „Măsurătorile noastre au arătat că, la temperaturi de până la 32 ° C, coralii și organismele lor simbiotice se pot îmbunătăți molecular și se pot acumula până la stres termic pe termen scurt și lung, fără consecințe majore.” Acest lucru oferă speranță reală oamenilor de știință – deși mai calde apele nu sunt singura amenințare cu care se confruntă acest patrimoniu natural remarcabil.

Recif de corali la Eilat

Coralii din Golful Aqaba, la capătul nordic al Mării Roșii, sunt deosebit de rezistenți la temperaturi mai ridicate. Credit: Romain Savary / EPFL

Este pentru prima dată când oamenii de știință efectuează analize genetice ale probelor de corali la o scară atât de largă, iar descoperirile lor dezvăluie modul în care acești corali termorezistenți răspund la cel mai de bază nivel – expresia genelor. Ele pot fi folosite și ca bază pentru identificarea „coralilor superiori”. Potrivit lui Meibom, „Cercetările lui Romain ne oferă informații despre factorii genetici specifici care permit supraviețuirea coralilor. Studiul său arată, de asemenea, că există o întreagă simfonie a expresiei genetice pentru a da coralilor această remarcabilă putere. Acest lucru stabilește un standard pentru modul în care arată expresia genei „super coral” în timpul stresului termic și al recuperării. Dar ar putea fi folosiți coralii Mării Roșii pentru repopularea Marii Bariere de Corali într-o zi? “Coralii sunt foarte dependenți de mediul lor”, a spus Meibom. „Se pot adapta la medii noi numai după un proces lung și natural de colonizare. Mai mult, Marea Barieră de Corali este de mărimea Italiei – ar fi imposibil să se repopuleze artificial. ”

Navigând spre viitor

Munca oamenilor de știință a fost posibilă datorită a două instrumente de cercetare unice: Simulatorul Mării Roșii (RSS), dezvoltat de Institutul pentru Inter-Diversitate pentru Științe Marine din Eilat, Israel; și Coral Bleaching Automated Stress System (CBASS), dezvoltat de o echipă de cercetători din SUA. Descoperirile lor au pus bazele unui proiect mult mai ambițios condus de Centrul transnațional al Mării Roșii (TRSC), înființat la EPFL în 2019. Acest nou proiect va începe în această vară și va dura peste patru ani. “Vom naviga pe toată Marea Roșie – aproximativ 2.000 km lungime – pe nava de cercetare Fleur de Passion, deținută de partenerul nostru Fondation Pacifique”, a spus Meibom. „Scopul va fi să cartografiez nivelurile de toleranță la căldură și diversitatea tuturor tipurilor diferite de corali care se găsesc în aceste ape. Temperatura apei crește pe măsură ce vă îndreptați mai spre sud pe Marea Roșie, cu o diferență de 5-6 ° C între vârfurile nordice și sudice. Acesta este ceea ce îl face un laborator perfect din lumea reală pentru studierea acestor ecosisteme. Parcă te îndrepți spre viitor în timp ce te îndrepți spre sud. ”

Și ce ne spune acea bucată de viitor? Unii corali din sudul Mării Roșii încep deja să decoloreze. Savary crede că există un singur răspuns: „Trebuie să protejăm acești corali și să-i protejăm de stresul local, care sunt în principal surse de poluare și distrugere fizică. În acest fel, putem păstra stocul de „super corali naturali” pentru zonele potențial rezonante care au fost afectate în mod deosebit de valurile de căldură cauzate de schimbările climatice. “

Referință: „Rezistența transcriptomică rapidă și omniprezentă și lauda holobonilor de corali extrem de toleranți din nordul Mării Roșii” de Romain Savary, Daniel J. Barshis, Christian R. Voolstra, Anny Cárdenas, Nicolas R. Evensen, Guilhem Banc-Prandi, Maoz Fine și Anders Meibom, 3 mai 2021, Lucrările Academiei Naționale de Științe.
DOI: 10.1073 / pnas.2023298118

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.