Новое совместное исследование российских и вьетнамских ученых поможет защитить коралловые рифы от исчезновения

11.01.2023




Коралловые рифы – одна из самых важных и густонаселенных морских тропических экосистем. Они обеспечивают среду обитания для 25 % всех видов тропических организмов. Российские и вьетнамские ученые провели масштабное исследование кораллов Южно-Китайского моря и выяснили, какие из их видов могут находиться под угрозой исчезновения.

Над исследованием работали сотрудники лаборатории сравнительной биохимии и лаборатории генетики Национального научного центра морской биологии имени А. В. Жирмунского ДВО РАН (ННЦМБ ДВО РАН) совместно с Вьетнамской академией наук и технологий.

К 2050 году может быть уничтожено до 70 % всех тропических рифов. Поэтому изучение процесса восстановления кораллов – это приоритетная задача для ученых. Однако на сегодняшний день собрано мало данных о том, как негативные факторы окружающей среды воздействуют на физиологию кораллового полипа, из которого формируются рифы, а также на его «жителей» – эндосимбионтов микроводорослей.

В качестве одного из решений предлагается выращивать новые или пересаживать уже существующие коралловые рифы и тем самым предотвращать их гибель. Однако, как отмечают ученые ННЦМБ ДВО РАН, эта мера не принесет существенных результатов, если не будут устранены первоначальные стрессогенные факторы, приведшие к исчезновению кораллов, среди которых повышение температуры воды в связи с климатическими изменениями.

Чтобы выяснить, как стрессовые условия влияют на кораллы, ученые провели масштабное исследование рифов в Южно-Китайском море – регионе в центральной части Индо-Пацифики.

«Симбиоз растительных и животных организмов позволил сформировать целую экосистему коралловых рифов. Однако под влиянием стрессовых факторов симбиотические микроводоросли покидают коралл (животный организм-хозяин), рифы белеют и утрачивают свою окраску. Это приводит к гибели целых морских экосистем, основой которых и являются кораллы. Чтобы сохранить экосистему коралловых рифов в условиях глобального потепления, необходимо срочно принимать меры для защиты оставшихся рифов.

Одной из задач в рамках нашего исследования было изучение биохимических показателей (липидома – совокупности молекул липидов, в том числе составляющих мембраны клеток) в процессе обесцвечивания кораллов и восстановления организма после стресса. Липидомный подход позволяет проследить взаимоотношения между сообществом симбиотических микроводорослей и кораллом. Известно, что липиды играют существенную роль в метаболизме и поддержании здоровья кораллов. Липидный состав каждого вида во многом зависит от его генетической способности синтезировать определенные липиды», – рассказывает научный сотрудник Лаборатории сравнительной биохимии ННЦМБ ДВО РАН Татьяна Сикорская.

Ученые проанализировали и сравнили липидомы микроводорослей из рифообразующих кораллов (Acropora sp.), гидрокораллов (Millepora platyphylla) и октокораллов (Sinularia flexibilis). Мембраны микроводорослей из октокораллов оказались термочувствительными. А микроводоросли из гидрокораллов и рифообразующих кораллов, наоборот, термоустойчивыми. Это говорит о том, что ассоциация с симбионтами, обладающими термоустойчивыми свойствами липидома в сочетании с высоким разнообразием микроводорослей, может способствовать дальнейшей выживаемости твердых кораллов M. platyphylla и Acropora sp. в Южно-Китайском море в условиях меняющегося климата. Октокоралл S. flexibilis может находиться под угрозой исчезновения.

В дальнейших планах ученых – исследование механизмов обесцвечивания кораллов на молекулярном уровне. Как отмечают в научном институте, знания о характере изменений липидома коралла в процессе обесцвечивания откроют пути для определения ключевых молекулярных видов липидов, которые могут быть мишенью действия температурного стресса на симбиотический организм.

(jpg, 463 Kб)

Результаты исследования могут быть использованы широким кругом специалистов – для изучения симбиотических и трофических взаимодействий в морских донных сообществах, проведения экологического мониторинга и восстановления экосистемы коралловых рифов.

Совместная российско-вьетнамская лаборатория биохимии была открыта в 2010 году на базе ННЦМБ ДВО РАН. Взаимодействие выстраивается с крупнейшими учреждениями Вьетнамской академии наук и технологий, реализованы десятки разработок, опубликованы статьи в ведущих международных научных журналах. Одним из направлений сотрудничества стало решение задач в области липидомики морских беспозвоночных, трофических и симбиотических связей в морских экосистемах, биосинтеза липидов и жирных кислот.

В рамках программы обновления приборной базы научных учреждений нацпроекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России, ННЦМБ ДВО РАН с начала 2020 года получил порядка 138 млн рублей на приобретение современного аналитического оборудования, которое задействуется в целом ряде решения комплексных задач. В том числе хроматограф Nexera-e и масс-спектрометр высокого разрешения LCMS-IT-TOF, на котором ученые-биохимики проводят передовые исследования в области липидомики морских организмов.

Исследование ученых опубликовано в одном из международных научных журналов.

Источник: Минобрнауки России.

©РАН 2023