藻类基因有助解开珊瑚白化之谜

Dinophycae Symbiodinium

澳大利亚新南威尔士大学科学家首次发现藻类基因的“中和”作用能够解释为何一些珊瑚能够承受海洋温度升高,并避免珊瑚白化现象。

Dinophycae Symbiodinium
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热带珊瑚和寄居于其体内的藻类是互惠共生关系。微小的共生藻通过光合作用,成为珊瑚90%以上的食物来源。没有了这些藻类,热带珊瑚也无法继续生存。

共生藻受到海水升温的刺激会释放过量有毒化学物,包括臭氧,这些有毒物质会同时破坏藻类自身及其赖以栖身的珊瑚,导致珊瑚因排斥共生藻而最终白化死亡。

新南威尔士大学博士生蕾切尔·莱文说,研究人员首次发现,为应对海水升温,有些共生藻会激活某种基因来生成特定的蛋白质,以中和有毒物质。

研究人员从澳大利亚大堡礁附近两处不同水温海域采集了珊瑚,对比了其中的共生藻类。结果发现,水温较低区域的珊瑚在温度升高时,其体内的藻类受到破坏并被珊瑚排出体外。而水温较高区域的珊瑚在温度升高时,其体内的藻类仍然很健康,并没有被珊瑚排斥。

莱文说,只有与温水区珊瑚共生的藻类才能在受到升温刺激时,激活特定基因来对抗有毒物质。

研究还发现,与冷热不同区域珊瑚共生的藻类在热力作用下,有可能从普通的无性繁殖转化为有性繁殖。有性繁殖可以加速进化,使某些藻类尽快适应海水温度升高,同时也避免了珊瑚白化。

研究人员彼得·斯坦伯格教授说:“海洋系统不断遭受多重环境威胁的挑战,我们不能只是描述这些威胁的严重性,还应该了解海洋生物和海洋生态系统适应并克服这些威胁的能力,这至关重要。”

这项研究结果已发表在英国学术期刊《分子生物学与进化》上,参与研究的除了新南威尔士大学外,还包括来自悉尼海洋学研究所、澳大利亚海洋学研究所以及墨尔本大学的科研人员。

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