Undersøgelse af koral og alger matchmaking på celleniveau

Hvilke faktorer styrer algernes succes som "lejere" af deres koralværter både under optimale forhold og når de oceaniske temperaturer stiger? Et ekspertteam ledet af Victoria University of Wellington, der inkluderer Carnegies Arthur Grossman, undersøger dette spørgsmål.

Koraller er marine hvirvelløse dyr, der bygger store eksoskeletoner, hvorfra farverige rev er konstrueret. Men denne revbygning er kun mulig på grund af et gensidigt fordelagtigt forhold mellem koraller og forskellige arter af encellede alger kaldet dinoflagellater, der lever inde i cellerne i korallpolypper.

Disse alger er fotosyntetiske, hvilket betyder, at de ligesom planter kan omdanne Solens energi til kemisk energi i form af mad. Mange af de fotosyntetisk afledte næringsstoffer, der er syntetiseret af en alge, tjener som mad til sin koralvært, mens værten til gengæld forsyner algen med essentielle uorganiske næringsstoffer, herunder kuldioxid, nitrogen i form af ammonium, og fosfat. Imidlertid, havopvarmning på grund af klimaforandringer får mange koraller til at miste deres indfødte algelejere - sammen med de næringsstoffer, de giver - et fænomen, der kaldes blegning. Hvis den blegede koral ikke rekoloniseres med nye algelejere, det kan dø.

Nogle arter af dinoflagellatalgerne danner disse symbiotiske forhold til flere typer koraller, andre er mere specifikke.

"Vi er interesserede i at forstå de cellulære processer, der opretholder disse præferencerelationer, "Grossman sagde." Vi vil også gerne vide, om det er muligt, at mere varmetolerant, ikke-foretrukne alger kunne genoplive blegede koralsamfund, selvom forholdet er mindre effektivt. "

Andre organismer, såsom søanemoner, er en del af den samme fylde som koraller, kaldet cnidaria; de er også vært for alger, men er lettere at studere. I dette papir - udgivet af ISME Journal - forskerne analyserede forskellene i mobilfunktion, der opstod, da en type anemone kaldet Exaiptasia pallida blev befolket af to forskellige slægter af dinoflagellatalger - den ene hjemmehørende og meget modtagelig for termisk blegning og den anden, som ikke er hjemmehørende, men mere varmebestandig.

"I denne undersøgelse håbede vi at belyse proteiner, der fungerer til at forbedre næringsstofudvekslingen mellem anemonen og dens indfødte alger, og hvorfor anemons succes kompromitteres, når den er vært for de ikke-native varmebestandige alger, "Sagde Grossman.

Teamet fandt ud af, at anemoner koloniseret af indfødte alger udtrykte forhøjede proteinniveauer forbundet med metabolismen af ​​organisk nitrogen og lipider - næringsstoffer, der effektivt kan syntetiseres som en konsekvens af algernes fotosyntetiske aktivitet. Disse anemoner syntetiserede også et protein kaldet NPC2-d, som menes at være nøglen til cnidarians evne til at optage algerne og genkende det som en symbiotisk partner.

I modsætning, anemoner med den ikke-native lejer udtrykte proteiner forbundet med stress, hvilket sandsynligvis afspejler en mindre optimal integration af metabolismen af ​​de to organismer.

"Vores resultater åbner døre for fremtidige undersøgelser for at identificere centrale proteiner og cellulære mekanismer, der er involveret i at opretholde et robust forhold mellem algen og dens cnidariske vært og de måder, hvorpå organismenes metabolisme integreres, "Sluttede Grossman.