科学家首次观察到珊瑚细胞吞噬藻类的情况

珊瑚依靠与海藻的共生关系来维持良好的健康。这些藻类生活在它们的组织中,为它们提供养料来源和多彩的外观。像在澳大利亚大堡礁看到的那些严重的白化事件是这种关系“破裂”时发生的严峻证据。科学家们现在对这一现象有了前所未有的深入了解,有史以来第一次观察到珊瑚细胞吞噬海藻的情况。

一系列的异常情况会导致珊瑚驱逐生活在其组织中的藻类,包括低潮、额外的阳光或污染,但一个主要原因是由于地球变暖而导致水温升高。大量的研究集中在使珊瑚对这种威胁更加宽容,无论是通过移植有益的细菌、益生菌,甚至是部署漂浮薄膜来保持它们的凉爽。

这些新的突破性观察背后的日本科学家们正在研究热带和亚热带珊瑚礁中最常见的珊瑚类型,即来自Acroporidae家族的石珊瑚物种。今年4月,研究人员在培养皿中成功培养了来自这些石珊瑚幼虫的细胞系,并重点研究了一种负责吞噬藻类的IVB5。

石珊瑚幼虫的细胞系
石珊瑚幼虫的细胞系

然后将被称为甲藻的单细胞光合藻类加入到培养皿中,科学家们看着珊瑚细胞长出手指状的突起,似乎要伸向它们。在30分钟的时间里,大约40%的珊瑚细胞开始吞噬它们。

在接下来的两天里,细胞内的藻类要么被分解成碎片,要么被包裹在有膜的囊中。吞噬了海藻的珊瑚细胞在死亡前活了大约一个月。科学家们说,这为这种共生关系可能在数千年前就已经开始了提供了线索。

珊瑚吞噬藻类
珊瑚吞噬藻类

研究共同第一作者Satoko Sekida博士说:“可能最初,珊瑚的祖先吞噬了这些藻类,并将它们分解为食物。但是随着时间的推移,它们进化到利用这些藻类进行光合作用。”

科学家们计划通过后续实验来探索这个问题和其他想法,这些实验将涉及电子显微镜,以便更清楚地看到细胞和藻类的行动。他们还想在一个更稳定的培养物中重现这个实验,以便细胞和水藻能够真正地一起繁殖。

珊瑚细胞和微藻共生
珊瑚细胞和微藻共生

“这将是非常令人兴奋的,因为这样我们就可以提出新的问题,比如珊瑚在受到压力时如何反应。”Satoko Sekida说:“这可以让我们更全面地了解白化现象是如何发生的,以及我们如何能够减轻它。”

这项研究发表在《海洋科学前沿》杂志上。

 

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