Koralværtsreaktioner på varme- og sedimentstress

NUS marine økologer har opdaget ændringer i genekspressionen af ​​koraller udsat for kortvarig varme og sediment stress, som giver kritisk indsigt for mere effektive rev management strategier.

Koralsamfund står over for større miljøpres på grund af den globale opvarmning. Dem, der ligger i kystfarvande i umiddelbar nærhed af land, er ofte udsat for andre stressende forhold, såsom øgede sedimentationsrater på grund af landbaserede aktiviteter. Korallers evne til at reagere på forskellige miljømæssige stressfaktorer er stadig ikke klar. Selvom transkriptomik-baseret forskning fokuseret på en enkelt variabel såsom varme har forbedret forståelsen af ​​korallers kapacitet til at reagere på miljøændringer, flere samtidige stressfaktorer i marine systemer er blevet undersøgt.

Prof Peter Todd og Dr. Rosa Celia Poquita-Du fra Institut for Biologiske Videnskaber, NUS har undersøgt virkningerne af to store stressfaktorer på koraller (varme og sediment) udvundet fra tre revlesteder blandt Singapores sydlige øer. Undersøgelsen involverede et ex situ eksperiment (~3 uger), molekylært laboratoriearbejde, og bioinformatik, som tog omkring et år at færdiggøre. De har opdaget, at eksponering af Pocillopora acuta-koraller for kortvarig varme og sediment-stress forårsager en betydelig ændring i deres genekspressionsmønstre. De fandt ud af, at varmestress er den vigtigste drivkraft, der forårsager disse ændringer i genekspression, snarere end sedimentstress. Imidlertid, ved tilstedeværelse af både varme- og sedimentstressorer, den kombinerede effekt er meget større end forventet, indikerer synergistiske effekter.

Forskerne fandt også ud af, at et bestemt gen, der er forbundet med ciliumudvikling, reagerer specifikt på kombinerede stressfaktorer. Cilia er de små trådlignende vedhæng på korallen, der udfører vigtige funktioner (f.eks. sedimentafvisning og fodring), og de er en væsentlig komponent for korallers overlevelse. Dette fund tyder på, at korallens evne til kontinuerligt at opretholde sine ciliære strukturer kan blive påvirket, når varmestress forværres af sedimentering.

Prof Todd sagde, "Den tilgængelige viden om genfunktioner i koraller er i øjeblikket meget begrænset. Den suite af gener, der reagerer på varme og sediment rapporteret i dette arbejde, er et udgangspunkt for bedre at forstå deres funktioner. Dette er vigtigt for at udvikle genetiske markører, som kan målrettes til at overvåge korallers reaktioner på specifikke miljømæssige stressforhold."

I den næste fase af deres forskning, forskerholdet planlægger at undersøge sammenhængen mellem korallers genekspressionsniveauer og koralfitness (f.eks. vækst, forkalkning, lipidproduktion) for at få en bedre forståelse af de funktioner, der udføres af nøglegener i koraller. Dette er afgørende for interventionsstrategier, der involverer forbedring af udvalgte egenskaber i koraller, så de kan fortsætte med at overleve, når miljøforholdene bliver mere stressende.