Moderne genetiske sekventeringsværktøjer giver et klarere billede af, hvordan koraller er beslægtede

Dokumentaren "Chasing Coral, " udgivet på Netflix i juli, er en filmisk advarsel om, hvordan blegningen af ​​koralrev kan varsle, hvordan disse havdyr vil reagere på klimaændringer. Koraller er nøglen til havets sundhed, fordi de understøtter de tætteste, mest forskelligartede økosystemer - huser arter fra skildpadder til alger til revfisk.

Forskere fra University of Washington ser på det spirende felt af koralgenetik for bedre at forudsige, og måske endda forberede sig på, korallers fremtidige trusler. Deres nye undersøgelse bruger moderne genetiske sekventeringsværktøjer til at afsløre slægtskabet mellem tre koraller, der ligner hinanden. "Denne koral ser ud til at være tre forskellige arter, men det er blevet diskuteret, om det virkelig er tre separate arter, eller om det er en, der virkelig er variabel i sit udseende, " sagde første forfatter James Dimond, en UW ph.d.-studerende i akvatiske og fiskerividenskab.

At definere en art har betydning for bevaring, fordi man ikke kan overvåge og beskytte en art, hvis man ikke ved den findes.

"Tidligere har vi stolet på fysiske egenskaber, som koralskelettet, at bestemme, hvad der udgør en koralart, " sagde Dimond. "Men problemet med det er, at koraller kan variere deres skeletarkitektur. Så det kan være meget vanskeligt at afvikle, om du har to forskellige arter eller bare en enkelt art, der varierer sig selv på grund af miljøforhold." Biologer havde oprindeligt antaget, at de udbredte atlantiske koraller var tre arter. Så fandt en genetisk undersøgelse fra 2014 ud af, at de var de samme .

Den nye undersøgelse, at optræde i et kommende nummer af Molekylær økologi , finder nye genetiske beviser for, at de kan, faktisk, være tre arter. Det giver også et indblik i epigenetikken, en mere mystisk form for genetisk udtryk.

"Det er den mest dybdegående analyse af koral epigenetik til dato, " sagde medforfatter Steven Roberts, en UW lektor i akvatiske og fiskerividenskab. "Det kan også bede om en grundig re-evaluering af disse korallers stamtræer."

Undersøgelsen undersøgte Porites porites, en af ​​de mere almindelige typer af koraller. Det er ikke blandt de omkring to dusin koralarter, der er opført som truede. Hvis det skulle blive opført i fremtiden, biologer skal vide, hvad der udgør en art.

Undersøgelsen brugte nye værktøjer til at se på mere end 1, 000 enkeltbogstavsændringer i den genetiske kode, en markør for genetisk diversitet. Den tidligere genetiske undersøgelse havde kun set på 10 eller 11 af disse markører og fundet ud af, at de var ens i alle tre former for koraller.

"Det ser ud til at være et spørgsmål om at se dybere ind i genomet, hvilket er noget, vi kun har været i stand til i de sidste par år, " sagde Dimond. "Molekylærbiologisk teknologi ændrer sig så hurtigt, og det er bare et eksempel på det."

For endeligt at konkludere, at de tre former er, faktisk, forskellige arter ville betyde at bruge den samme sekventeringsteknik på flere prøver fra hele disse korallers rækkevidde, som omfatter den Mexicanske Golf, Caribien, det vestlige Atlanterhav og ud for Vestafrikas kyst.

Forfatterne så også på epigenetik, hvilket er enhver proces, der påvirker, hvordan den genetiske kode udspiller sig i det virkelige liv. Dimonds forskning fokuserer på den epigenetiske proces af DNA-methylering, hvor et kulstofbaseret methylmolekyle kan binde sig til DNA-strengen og dermed påvirke, hvordan det bliver omsat til et protein, der virker i kroppen.

Studiets epigenetiske analyse viste ikke noget konsistent mønster blandt de forskellige koralgrenstørrelser, så var uafklaret. Men forfatterne mener, at det giver et skridt fremad i forståelsen af ​​denne proces i koraller.

"Det giver bare et glimt af den epigenetiske variation inden for denne gruppe, " sagde Dimond. Forskere er interesserede i koralgenetik og epigenetik, fordi det kan hjælpe dem med at forudsige, hvordan koraller vil tilpasse sig fortsatte ændringer i havmiljøet.

Koralgenetik og epigenetik kunne også hjælpe i processen med selektiv avl, et emne af aktuel interesse, der kan hjælpe koraller med at håndtere potentielt hurtige ændringer i havmiljøet.

"Selektiv avl involverer at finde individer, der er mere tolerante over for høje temperaturer og, i nogle tilfælde, finde specifikke gener, der giver modstand mod højere temperaturer, " sagde Dimond. "Når du er identificeret de gener og identificeret individer, der har disse gener, så kan du avle dem, og frørev med disse organismer."

Den nye undersøgelse, han sagde, er en del af den grundlæggende forskning, der kunne hjælpe med at nå disse mål.