生物化学线索揭示了一些珊瑚如何抵抗气候变化导致的珊瑚白化,而气候变化正在杀死珊瑚礁

珊瑚抗性VS漂白比较

抵抗珊瑚(左)和漂白珊瑚(右)的比较。信贷:礼貌Ty Roach(HIMB)

气候变化是漂白和杀戮珊瑚,但密歇根州和夏威夷大学的研究人员正在调查一些人可以站在一个变暖的世界。

珊瑚礁是美丽而多样的生态系统,为许多沿海社区的经济提供动力。它们还面临着导致它们数量减少的威胁,包括全球变暖的水域。

这种威胁在2015年击中了极端水平,当时高温在全球各地转动珊瑚珊瑚。夏威夷的Kaneohe海湾被击中了;近一半的珊瑚漂白了。

然而,在这一极端事件的后果中,隐藏着一些生物化学线索,可以解释为什么有些珊瑚会白化,而另一些则不会,这些信息可以帮助珊瑚礁在未来更好地应对海水变暖。密歇根州立大学和夏威夷大学马诺阿分校的研究人员现在已经发现了这些线索。

“这有点可怕,”珊瑚生物学家克劳福德·德鲁里(Crawford Drury)说,他目睹了2015年佛罗里达的白化事件,之后加入了夏威夷马诺阿大学的夏威夷海洋生物学研究所(HIMB)。yabo124“这令人沮丧,但我试着把它看作是一次机会。”

由于2月8日,报告,这种令人不安的事件如何清楚地清楚地清晰自然生态与进化展示了HIMB的管理和MSU的生化专长。

质谱分析珊瑚样品

通过质谱法分析珊瑚样品以研究生化差异。信贷:礼貌Ty Roach(HIMB)

研究人员发现了珊瑚的生物学或生物标志物中的化学签名,其存在于最耐漂白的生物体中。yabo124这个以前隐藏的洞察力可以帮助研究人员和保护主义者更好地恢复和保护世界各地的珊瑚礁。

“通常,我们认为生物标记是疾病的标志,但这可能是健康的标志,”密歇根州立大学生物化学和分子生物学副教授罗伯特·奎因(Robert Quinn)说。yabovip2021yabo124“这可以帮助我们恢复那些抵抗力最强的珊瑚礁。”

珊瑚是共生群落,珊瑚动物细胞为藻类建造家园,藻类为它们提供能量并创造颜色。然而,当珊瑚漂白时,藻类就会消失,并留下容易患病和死亡的骨骼。

这种共生关系也在珊瑚对白化的抵抗和恢复中发挥着作用,这是HIMB研究的一个独特位置。该研究所就坐落在珊瑚礁旁边,使实时实验成为可能。

“珊瑚礁约100英尺,”德雷斯说。“我可以在30秒内到达那里。”

在2015年白化事件期间,HIMB盖茨珊瑚实验室的研究人员给单个珊瑚做了标记,以监视它们。由于大多数珊瑚都恢复了,研究小组可以随着时间的推移跟踪它们。

“我们认为这是一个生物学库,”盖茨珊瑚实验室的主要调查员德里说。“它是由我们实验室的研究人员建立的,他知道这将是非常有价值的。”

夏威夷岸附近的珊瑚礁

夏威夷海岸附近的珊瑚礁看法,漂白在2015年普遍存在。信贷:照片由Ty Roach(HIMB)提供

在白化之后,研究小组比较和对比了野生珊瑚样本,观察这些生物是如何反应和恢复的,并在过程中进行了一些令人惊讶的观察。例如,邻近的珊瑚对高温的反应可能完全不同。一只珊瑚可以完全漂白,而它的邻居则保持健康的金黄色。

要了解为什么,遗传和HIMB博士后研究员Ty Roach,该研究的主要作者,将样品送到MSU的奎因。在这里,奎因和他的团队可以通过称为代谢组学的方法彻底分析从该生物文库收集的珊瑚的生化。

奎因研究人类健康和疾病的生物化学,她说:“我的医学工作更出名。”yabovip2021“但我一直热爱海洋科学。我的背景是海洋微生物学。”yabo124

如果珊瑚样本就是图书馆里的书,奎因的实验室使用了复杂的设备来揭示其中的生化语言。特别是,他的团队使用了一种被称为质谱仪的工具,来了解是什么将抗性珊瑚与易感珊瑚区分开来。

奎因说:“这些珊瑚的化学性质完全不同,但只有通过质谱分析你才能知道。”yabovip2021“这些质谱仪是地球上最先进的技术之一。”

奎因的研究小组发现,抗白化和易白化的珊瑚拥有两种不同的藻类群落。这些藻类种群之间的区别特征是在它们的细胞中发现的,在称为脂类的化合物中。

研究人员的代谢组分析检测到两种不同的脂质制剂。抗腐蚀珊瑚特征藻类,具有所谓的饱和脂质。易感珊瑚具有更多不饱和脂质。

奎因说:“这与油脂和人造黄油的区别没有什么不同,后者含有更多的饱和脂肪,在室温下会变成固体。”

这一发现给研究人员提出了各种各样的新问题:珊瑚是如何获得这些不同的藻类的?这种差异是夏威夷珊瑚独有的,还是在其他地方也能找到?在一个变暖的世界里,研究人员如何促进弹性珊瑚的生长和增殖?

“质谱仪是如此不可思议的机器,它揭示了其中复杂的化学细节。yabovip2021生物学是yabo124真正困难的部分。”奎因说。“我们正在争取新的拨款。有很多可以探索的途径。”

该初始项目由Paul G. Allen Family Foundation资助。

“这一合作一直是一个有机会询问和回答问题的机会,”德国说。“希望,我们只是入门。”

与此同时,拥有这种化学信息对于珊瑚保护是有前途的。当保护主义者重建珊瑚来帮助恢复珊瑚礁时,它们可能会选择更多的弹性标本。

“我们可以利用自然恢复力更好地了解、支持和管理气候变化下的珊瑚礁,”德鲁里说。

“保护生物学在现代科学历史上yabo124有一些更成功的故事,”奎因说,指着弗吉尼亚州麋鹿和密歇根州秃头老鹰的复苏。“总有一天,也许我们可以将珊瑚添加到该列表中。”

参考文献:“珊瑚漂白史的代谢组合”由Ty N.F.F. Roach,Jenna Dilworth,Christian Martin H.,A. Daniel Jones,Robert A. Quinn和Crawford Drury,2月20日2021年,自然生态和进化
DOI:10.1038 / S41559-020-01388-7

资金:Paul G. Allen Family Foundation

第一个发表评论关于“生物化学线索揭示了一些珊瑚如何抵抗气候变化导致的珊瑚白化,而气候变化正在杀死珊瑚礁”

发表评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。