Fuld karbonatkemi på stedet for forkalkning i en tropisk koral

Koralrev består af massive calciumcarbonatskeletter. En ny undersøgelse, udgivet i Videnskab fremskridt den 16. januar 2019, afslører indsigt i den forkalkningsproces, der fører til dannelsen af ​​disse skeletter. At belyse koralforkalkning er nøglen til en dybere forståelse og bedre forudsigelser af, hvordan og hvorfor koralrev reagerer på miljøændringer såsom havforsuring.

"Ved at kombinere mikroskopi og mikrosensormålinger, vi målte calcium direkte, carbonat og pH på stedet for forkalkning i koralmikrokolonier af Stylophora pistillata og afledte vigtige carbonatkemiparametre fra det. Vi viser, at alle målte og afledte parametre er højere ved korallen end i det omgivende havvand. Dette peger på vigtigheden af ​​calcium- og kulstofkoncentrerende mekanismer, som aktivt reguleres af korallen til at danne dens skelet, " siger hovedforfatter Duygu Sevilgen, videnskabsmand ved CSM og tidligere ph.d.-studerende ved Max-Planck-Institutet for Marine Mikrobiologi.

At måle disse nøgleparametre på stedet for forkalkning i levende koralprøver (hvor de første krystaller dannes, før de smelter sammen for at bygge det massive skelet) er teknisk meget udfordrende. Tidligere undersøgelser med mikroelektroder er blevet udført "blinde, " og blev hæmmet af usikkerhed om korrekt placering af mikroelektroderne i det forkalkende medium. Som sådan, det meste af nutidens viden er baseret på geokemiske signaturer i døde skeletter, frem for målinger i levende koraller.

Sevilgen og hendes kolleger overvandt disse vanskeligheder ved at bruge in vivo mikroskopi til at orientere mikroelektroderne ind i det forkalkende medium, minimere forstyrrelse af korallers fysiologi. "I mange år, en af ​​vores styrker ved CSM har været at dyrke koraller under kontrollerede forhold og udvikle banebrydende teknikker til at analysere levende korallers fysiologi, " siger Sylvie Tambutté, forskningsdirektør ved CSM.

Alexander Venn, seniorforsker ved CSM, forklarer yderligere:"Masser af vigtige data om forkalkningsvæsken er tilgængelige i litteraturen om koraller. værdier opnået ved forskellige metoder viser stor variation. Som et første skridt i vores undersøgelse, vi kombinerede to metoder til at måle pH (et pH-følsomt fluorescerende farvestof og pH-mikrosensorer) og optisk verificeret, at vi måler på samme sted og på samme tid. Ved at gøre dette kunne vi vise, at målt på samme tid og sted, metoder er faktisk enige, afklare forskelle i tidligere resultater. Dette fremhæver nytten og vigtigheden af ​​optisk verifikation under brugen af ​​mikrosensorer for at sikre korrekt placering i korallen."

Undersøgelsen præsenterer vigtig indsigt, der er relevant for fremtidige mikrosensor- og modelleringstilgange, der adresserer carbonatkemien og dynamikken under carbonatkrystaldannelse i koraller.