Кораллы обесцвечиваются из-за утраты взаимопонимания

Кораллы обесцвечиваются из-за утраты взаимопониманияКоралловым рифам одной из самых дивных экосистем Мира угрожает исчезновение. 1-ый беспокойный признак их неблагополучия так именуемое обесцвечивание (англ. bleaching), утрата цвета, вызванная тем, что полип отвергает родных симбионтов одноклеточные водные растения рода Symbiodinium. Эти симбиотические водные растения (представители группы динофлагеллят) живут непринужденно в клеточках полипа и играют главную роль в его кормлении. По неким оценкам, до 90% еды кораллов приходится на органическое вещество, образуемое в итоге фотосинтеза симбиотических водных растений.Кораллы обесцвечиваются из-за утраты взаимопониманияКоралловым рифам одной из самых дивных экосистем Света угрожает исчезновение. Главный беспокойный признак их неблагополучия так нарекаемое обесцвечивание (англ. bleaching), утрата цвета, вызванная тем, что полип отвергает близких симбионтов одноклеточные водные растения рода Symbiodinium. Эти симбиотические водные растения (представители группы динофлагеллят) живут прямо в клеточках полипа и играют главную роль в его кормленьи. По неким оценкам, до 90% еды кораллов приходится на органическое вещество, образуемое в итоге фотосинтеза симбиотических водных растений. В ответ полип предоставляет водорослям укрытие, а также снабжает их дефицитными биогенными компонентами (азотом и фосфором) и углекислым газом (источником углерода). При наблюдаемом на данный момент росте температуры приповерхностных вод, схоже, нарушается вся налаженность взаимосвязей меж организмом кораллового полипа и его симбионтами, и коралл начинает выкидывать здоровые фотосинтезирующие клеточки водных растений. Сумеют ли кораллы и их симбионты приспособиться к изменившимся договорам, пока мрачно.

Кораллы обесцвечиваются из-за утраты взаимопониманияВ качестве первопричины обесцвечивания кораллов традиционно указывают рост температуры воды в поверхностных покровах аква толщи. Ежели это вправду так, то в договорах длящегося глобального потепления можнож ждать, что спустя 2050 лет коралловые рифы вообщем исчезнут с личности Света. Все-таки Эндрю Бейрд (Andrew H. Baird) из Центра исследования кораллов при Институте Джеймса Кука (Таунсвилль, Австралия) в занятию, сделанной общо с сотрудниками из вторых научно-исследовательских учреждений Австралии, считает, что пока у нас нет способности предсказывать будущность коралловых рифов. Причина слабенькая изученность высоких физиологических отношений (взаимопонимания) меж коралловыми полипами и их симбионтами. Но кое-какие результаты в данной нам области все же достигнуты, и короткий их обзор Бейрд и его соавторы привели в заключительном номере журнальчика Trends in Ecology and Evolution.

Начало обесцвечиванию может положить фотоингибрование нарушение занятия фотосинтетического аппарата симбионта, поточнее фотосистемы II, вызванное ультрафиолетом и видимым светом (в голубой числа диапазона). Порог интенсивности освещения, при тот или другой настает фотоингибирование, быть может различным у различных внешностей водных растений, и, что чрезвычайно принципиально, он может изменяться, ежели организм находится в состоянии стресса. Под стрессом предполагается неспецифическая ответная реакция организма на самые различные неблагоприятные наружные действия, в том числе и на взлет температуры.

Главный шаг фотоингибирования окислительный стресс, другими словами образование и скопление в клеточках симбионтов реактивных форм кислорода (reactive oxygen species, ROS), тот или иной могут серьезно нарушить нормальную службу клеточки. Для охраны от реактивных форм кислорода есть особая налаженность антиоксидантов, и, ежели она хранит свойскую эффективность, реактивные формы кислорода в клеточке не скапливаются. Ежели меры охраны оказываются недостаточно действенными, и повреждения все же происходят, то в процесс вступает налаженность репарации (починки), благодаря тот или другой покоробленные молекулы белка могут водиться изменены новенькими.

Кораллы обесцвечиваются из-за утраты взаимопониманияРазумеется, что ежели коралловый полип защитит близких симбионтов от мощного света, он может предотвратить обесцвечивание, связанное с фотоингибированием. В частности, коралл может обладать собственные флуоресцирующие пигменты, тот или иной кушают видимый свет, а далее рассеивают его в облике свечения. Этакие пигменты вправду густо встречаются у кораллов (на Великом Барьерном рифе их хранят 97% кораллов, возрастающих на мелководьях). Исследователи нашли также, что те группы коралловых полипов, тот или иной характеризуются басистым содержанием флуоресцирующих пигментов, как разов более густо подвергаются обесцвечиванию. Остается, правда, неведомым, как результативно флуоресцирующие пигменты противостоят фактически тепловому, а не световому действию.

Организм симбионта, а заодно и владельца, охраняют также так-называемые микоспорин-сходственные аминокислоты (Mycosporine-like amino-acids), тот или иной кушают ультрафиолет, а далее рассеивают его в облике тепла. Желая понятно, что коралловые полипы сами не могут производить эти аминокислоты, а приобретают их от симбионтов либо из заглоченной еды, содержание их в теле коралла достаточно высочайшее. Коралловый полип обладает и свою антиоксидантную налаженность, а также белки теплового шока, подсобляющие клеточкам нормально работать при росте температуры выше нормы. Отмечено, что в кораллах, тот или иной наименее вторых подвержены обесцвечиванию, выше содержание белков теплового шока.

Желая кораллы и приобретают практически всю нужную еду от автотрофных симбионтов, почти все из их берегут способность заглатывать пищевые объекты спустя ротовое отверстие, сходственно большинству вторых кишечнополостных. Те облики, тот или иной способны к этакому плотоядному (либо, как его еще время от времени нарекают, гетеротрофному) кормлению, способны превосходнее выдерживать обесцвечивание. В то же пора, ежели полип перебегает на хищное кормленье, то его симбионты, останавливаясь наименее зависимым от владельца, могут прирастить расходы на свою охрану от реактивных форм кислорода и уменьшить повреждения.

Невзирая на некий прогресс в исследовании темы обесцвечивания кораллов, почти все факторы остаются непонятными. В частности, восхищает то, что отторжение симбионтов начинается при температуре, тот или другой в итоге на 12C превосходит средний летний максимум. Почти все организмы, зависящие от симбионтов (кораллы, актинии, губы), начинают гибнуть теснее при температура 2932C, тот или другой совсем не прибывает особо высочайшей для тропиков. Большие водные растения смирно выдерживают рост температуры до 35C, а температура, критическая для выживания тропических рыб, находится меж 34,7 и 40C. Не исключено, что конкретно симбиотические дела нарушаются при росте температуры.

В обычных договорах симбионты выделяет сигнальные вещества, тот или иной попадают на мембрану, образуемую обладателем для изоляции симбионта. Мембрана функционирует как медиатор, передающий эти сигналы. Ежели симбионты находятся в состоянии стресса, то их касательство с полипом может нарушиться, что и приводит к отторжению полипом симбионтов либо уничтожению собственных клеток, в тот или другой живут симбионты.

Второй вероятный вариант это стресс самого кораллового полипа, нарушающий его способность контролировать численность симбиотических водных растений. Ведь в норме частота популяции Symbiodinium снутри полипа стабильная и низкая, желая понятно, что скорость размножения этих клеток веско превосходит скорость размножения клеток полипа. Понятно, что в обычных договорах существования клеточки симбионтов, выталкиваемые полипом, обычно нарушенные. В то же пора при обесцвечивании, вызванном высочайшей температурой, отторгаемые симбионты смотрятся бодрствующими и нормально фотосинтезирующими. Сообразно, возникает предположение, что в договорах стресса полип утрачивает способность распознавать покоробленные и здоровые клеточки симбионтов.

В заключение статьи создатели подчеркивают, что, невзирая на значимый прогресс в исследовании физиологических и молекулярно-био качеств обесцвечивания кораллов, почти все остается мрачным. В частности, по-былому совершенно безызвестна популяционная биология кораллов, что не приносит способности предсказывать их динамику в отношения с меняющимся климатом.

Источник : Andrew H. Baird, Ranjeet Bhagooli, Peter J. Ralph, Shunichi Takahashi. Coral bleaching: the role of the host // Trends in Ecology and Evolution. 2009. V. 24. 1. P. 1620 (вся статья в обнаруженном доступе).
(Алексей Гиляров )


Posted in ЭкоНаука by with comments disabled.