Некоторые виды кораллов могут быть устойчивыми к морским волнам тепла, «запомнив», как они пережили предыдущие волны. К такому выводу пришли ученые их Университета штата Орегон. Новое исследование также содержит доказательства того, что реакция экологической памяти, вероятно, связана с микробными сообществами, обитающими среди кораллов.

«Результаты, опубликованные в журнале Global Change Biology, важны, поскольку коралловые рифы, имеющие решающее значение для функционирования планеты Земля, находятся в упадке. от целого ряда антропогенных воздействий, включая изменение климата», - говорит ведущий автор исследования Алекс Вомпе. «Очень важно понять, как быстро рифы могут адаптироваться к все более частым и повторяющимся воздействиям, таким как морские волны тепла. Микробиомы, живущие внутри своих коралловых хозяев, могут быть ключевым компонентом быстрой адаптации».

Он добавил, что волны тепла, вероятно, станут более частыми и сильными из-за изменения климата. Замедление темпов исчезновения кораллового покрова и исчезновения видов является основной целью сохранения природы, а прогнозирование и разработка жароустойчивости являются двумя важными инструментами.

По словам Вомпе, знание роли, которую микробы играют в адаптации, может помочь в разведении и посадке кораллов. Более глубокое понимание микробных процессов и организмов, ответственных за экологическую память, также может помочь в разработке пробиотиков и/или протоколов мониторинга для оценки и воздействия на качество экологической памяти отдельных колоний кораллов.

Коралловые рифы занимают менее 1% площади океана, но являются домом для почти четверти всех известных морских видов. Они также помогают регулировать уровень углекислого газа в море и являются важным источником для ученых, ищущих новые лекарства.

Кораллы состоят из взаимосвязанных животных-хозяев, называемых полипами, в клетках которых находятся микроскопические водоросли. В кораллах также обитают функционально и таксономически разнообразные бактерии, вирусы, археи и микроэукариоты. Сообщество бактерий и архей, живущих внутри кораллов, называется коралловым микробиомом.

Симбиоз является основой экосистемы коралловых рифов, поскольку эти микробы приносят пользу коралловым хозяевам, помогая в круговороте углерода, азота и серы, обеспечивая необходимые витаминные добавки и защищая от патогенов. Коралловые полипы, в свою очередь, обеспечивают питание и защиту водорослей и бактерий.



Изменение климата угрожает коралловым рифам отчасти потому, что некоторые взаимоотношения между кораллами и их микробами могут ухудшиться из-за потепления океанов до точки растворения – коллапса партнерства между хозяином и микробами, что приводит к явлению, известному как обесцвечивание кораллов.

«Но Acropora retusa, распространенный вид кораллов на коралловом рифе Мура, который мы изучали, по-видимому, обладает мощной экологической реакцией памяти на волны тепла, в которых, по-видимому, играет роль микробиом», — сказал Вомпе. «Это означает, что некоторые виды кораллов могут оказаться более устойчивыми к изменению климата, чем считалось ранее».

Вомпе с коллегами из других американских университетов провели пять лет, изучая 200 коралловых колоний на рифе на северном берегу Моореа, Французская Полинезия. Моореа — остров в южной части Тихого океана, примерно на полпути между Австралией и Южной Америкой.



По словам исследователей, учитывая недавнюю историю рифа, он предоставил уникальную возможность изучить реакцию тепловых волн.

В 2010 году морская звезда «терновый венец» и циклон уничтожили более 99% кораллов, фактически нажав кнопку сброса на рифе. Кораллы восстановились и пережили сравнительно небольшие волны тепла в 2016 и 2017 годах, а затем в период с декабря 2018 года по июль 2019 года испытали самую сильную морскую волну тепла в этом районе за всю зарегистрированную историю. Вскоре последовала вторая по силе волна тепла, которая пришлась на период с февраля по июль 2020 года.

«Мы заметили, что некоторые виды кораллов, по-видимому, помнят воздействие прошлых морских волн тепла и сохраняют более высокий уровень здоровья во время последующих волн тепла», — говорят ученые. «А реакция памяти Acropora retusa была тесно связана с изменениями в ее микробиоме, что подтверждает идею о том, что микробное сообщество принимает участие в этом процессе».

По ее словам, кораллы цветной капусты рода Pocillopora оставались в добром здравии во время жары, а их микробиомы также демонстрировали реакцию экологической памяти. Они были встревожены первой волной тепла 2019 года, но вернулись в состояние, в котором они находились до волнения, несмотря на вторую волну тепла в 2020 году.

«Члены коралловых микробных сообществ обладают уникальными биологическими особенностями, которые делают их более адаптируемыми и отзывчивыми к изменениям окружающей среды – короткие циклы генерации, большие размеры популяций и разнообразный метаболический потенциал. У двух из трех видов кораллов, на которых мы сосредоточились, мы выявили начальную устойчивость микробиома, акклиматизацию хозяина и микробиома или развили устойчивость микробиома к повторяющемуся тепловому стрессу. Последние две модели соответствуют концепции экологической памяти», - резюмировали авторы исследования.