Ny forskning afslører, at koraller kan trænes til at overleve miljøbelastning

Forskere har opdaget det første molekylære bevis på, at koraller og anemoner kan optimere deres genekspression, når de udsættes for miljøstress, sætter dem i stand til at akklimatisere sig til ekstreme forhold som dem, der opleves under klimaændringer.

"I en nøddeskal, vi kunne træne hærdede koraller i børnehaver for at forbedre deres termiske modstandsdygtighed, hjælpe dem til bedre at klare stigende havtemperaturer, før de planter dem i revene, "Siger Dr. Manuel Aranda, hovedforfatter og assisterende professor i havvidenskab i Rødehavets forskningscenter ved King Abdullahs University of Science and Technology (KAUST).

"Genetisk tilpasning er en langsom proces, fordi det kræver gavnlige mutationer at sprede sig gennem befolkningen, hvilket tager ganske lang tid i organismer som koraller med lang generationstid. Vores resultater er vigtige, fordi epigenetiske mekanismer udgør en potentielt hurtig måde at øge korallernes overlevelsesevne i lyset af den aktuelle hastighed, hvormed klimaændringerne skrider frem, " siger Dr. Aranda.

Denne forskning kan have en enorm indvirkning på bevarelsen af ​​økonomisk værdifulde revformationer, som utallige marine organismer er afhængige af som levested. Ved at studere, hvordan små søanemoner bruger epigenetiske mekanismer til at regulere ekspressionen af ​​gener involveret i deres symbiose med fotosyntetiske alger, forskerne har fundet ud af, at disse mekanismer kan hjælpe koraller og anemoner med at akklimatisere sig til miljøstress, og mener, at dette kunne udnyttes til at forbedre deres modstandsdygtighed over for udfordringerne fra klimaændringer.

Holdet baseret i KAUST's Biological and Environmental Sciences &Engineering Division sekventerede anemonegenomer ved hjælp af en teknik, der detekterer DNA-methylering - et kemisk mærke, der er knyttet til DNA, der påvirker genekspression uden at ændre den genetiske sekvens. De fandt ud af, at næsten 40 procent af anemonegenerne var methylerede, og at methyleringsniveauet af et gen korrelerede med dets ekspressionsniveau. Deres resultater er offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt .

Ved at sammenligne sekvenser fra anemoner med og uden symbiotiske alger, holdet identificerede ca. 2, 000 gener, der havde forskellige methyleringsmønstre som reaktion på symbiose, hvoraf mange var involveret i etableringen, vedligeholdelse, og nedbrydning af symbiose, herunder gener involveret i genkendelse, opslugning af symbionter, og næringsudveksling.

"Det næste skridt er at se på DNA-methyleringsændringer involveret i akklimatisering til temperaturstress og at kontrollere, om disse ændringer overføres til afkommet. Hvis dette er tilfældet, vi kunne bruge processen med miljøhærdning til at "træne" forældrene og producere præ-akklimatiserede larver, der kunne bruges til at frø rev, " siger Dr. Aranda.

Holdet planlægger at undersøge, hvordan DNA-methylering ændrer sig som reaktion på temperaturstress, og om disse epigenetiske ændringer er nedarvet. De planlægger også at designe langsigtede eksperimenter for at bestemme, hvor længe akklimatiseringen varer.