Stenede koraller mere modstandsdygtige over for klimaændringer end antaget, undersøgelse finder

Stenede koraller kan være mere modstandsdygtige over for havforsuring, end engang troede, ifølge en undersøgelse fra Rutgers University, der viser, at de er afhængige af proteiner for at hjælpe med at skabe deres stenhårde skeletter.

"Bundlinjen er, at koraller vil lave sten selv under ugunstige forhold, " sagde Paul G. Falkowski, en fremtrædende professor, der leder Environmental Biophysics and Molecular Ecology Laboratory ved Rutgers University-New Brunswick. "De vil sandsynligvis lave sten, selvom havet bliver let surt fra afbrænding af fossile brændstoffer."

Rutgers-holdet, herunder hovedforfatter Stanislas Von Euw, en post-doc stipendiat i Falkowskis laboratorium, beskriver sine resultater i en banebrydende undersøgelse offentliggjort online i dag i tidsskriftet Videnskab . Ved at bruge en materialevidenskabelig tilgang, holdet brugte flere højteknologiske billeddannelsesmetoder for at vise, at koraller bruger syrerige proteiner til at bygge stenhårde skeletter lavet af calciumcarbonatmineraler.

"Det, vi viser, er, at den årtier gamle generelle model for, hvordan koraller laver sten, er forkert, " sagde Falkowski. "Denne meget omhyggelige undersøgelse viser meget præcist, at koraller vil udskille proteiner, og proteinerne er det, der virkelig danner mineralet, og proteinerne er meget sure, hvilket vil overraske mange mennesker."

Koraller er stort set koloniale organismer, der huser hundreder til hundredtusindvis af polypper (dyr). Rev bygget af stenede, lavvandede koralarter er blandt verdens mest forskelligartede økosystemer. Tusindvis af fiskearter og andet havliv er afhængige af rev for at overleve, og tusindvis af menneskelige samfund regner med rev til mad, beskyttelse og job, ifølge National Oceanic and Atmospheric Administration.

Men koraller står over for adskillige miljøtrusler på lang sigt:potentielt dødelig blegning fra global opvarmning og hurtige temperaturændringer; næringsstofforurening; fysisk ødelæggelse af koralrev; og havforsuring forbundet med kuldioxidemissioner, sagde Falkowski.

Havet absorberer kuldioxid fra afbrænding af fossile brændstoffer og ændringer i arealanvendelsen, fører til lavere pH og højere surhedsgrad, ifølge NOAA. Havforsuring reducerer niveauet af calciumcarbonatmineraler i mange områder, hvilket sandsynligvis vil hæmme nogle organismers evne til at skabe og vedligeholde deres skaller.

Ifølge Rutgers undersøgelse, der er to hovedhypoteser om, hvordan stenede koraller bygger deres stenede skeletter. Den ene er gennem stort set fysiske og kemiske processer, og den anden er gennem en biologisk drevet proces.

Rutgers-forskere undersøgte Stylophora pistillata - en velundersøgt stenet koral, der er almindelig i Indo-Stillehavet - ved hjælp af ultrahøj opløsning 3-D billeddannelse og 2-D kernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi. De viste, at stenede koraller udfælder mineraler gennem en biologisk drevet proces.

"Så vidt jeg ved, vi var unikke i verden ved at bruge et koordineret sæt af teknikker til at forstå ultrastrukturen af ​​koralskeletter, " sagde Falkowski. Teknikkerne omfattede Raman-billeddannelse og spektroskopi, og scanning helium ion mikroskopi.

Forskerne fandt ud af, at tilfældige nanopartikler aflejres i koralmikromiljøer beriget med organisk materiale. Nanopartiklerne akkumuleres og danner stenede strukturer lavet af calciumcarbonat - kendt som aragonit - ved at vokse krystaller. NMR-billeddannelsesresultaterne viser, at koralsyrerige proteiner er de vigtigste drivkræfter.

Proteinerne fungerer ved en pH (et mål for surhed og alkalinitet) på omkring 8,5 til 7, og "det miljø, til dem, er stadig helt i orden, " sagde Falkowski. Havet har normalt en pH på 8,1 eller 8,2 og i det kommende århundrede eller deromkring kan det falde til 7,8, men stenede koraller vil stadig være i stand til at lave sten.

"For stenede koraller, vi er ret sikre på, at forsuringsproblemet er overdrevet, " sagde han. "De er mere modstandsdygtige, end vi giver dem æren for."