Kleine plantencellen, bekend als dinoflagellaten, die in koraalweefsel leven, kunnen helpen om de osmotische druk in koralen te reguleren om beter om te kunnen gaan met een zeer zoute omgeving. KAUST-onderzoekers suggereren dat dit een van de geheimen kan zijn van koralen uit de Rode Zee en de Perzische/Arabische Golf, die extreem goed bestand zijn tegen hitte in buitengewoon zoute wateren.

Koraalriffen hebben een hoge biodiversiteit en economische waarde, toch lopen deze vitale ecosystemen gevaar omdat stijgende zeetemperaturen de frequentie van lokale en wereldwijde koraalverblekingsgebeurtenissen verhogen. KAUST-onderzoekers zoeken naar strategieën om toekomstig rifverlies te helpen verminderen. "De effecten van temperatuur- en pH-veranderingen worden intensief bestudeerd, maar de implicaties van klimaatgerelateerde veranderingen in het zoutgehalte op koralen hebben weinig aandacht gekregen, " legt promovendus Till Röthig uit, die de krant leidde met postdoctoraal fellow Michael Ochsenkühn.

De basis van koraalriffen is gebaseerd op een symbiotische relatie van het koraaldier met dinoflagellaat Symbiodinium soort, die energie leveren aan het koraal in ruil voor voedingsstoffen en koolstofdioxide. De onderzoekers ontdekten dat vrij leven Symbiodinium omgaan met zeer zoute omstandigheden door compatibele organische osmolyten (COO's) te produceren en te accumuleren om hun osmotische druk aan te passen. Screening van Symbiodinium-culturen die zijn blootgesteld aan lage, omgevingstemperatuur en een hoog zoutgehalte onthulden dat het koolhydraat floridoside universeel aanwezig is in hoge concentraties in algen en koralen bij hoge zoutgehalten.

"De synthese van COO's vertegenwoordigt een snel beschikbare en levensvatbare langetermijnoplossing om een ​​osmotisch evenwicht tot stand te brengen, " legt Röthig uit. "Ons onderzoek toont aan dat de COO floridoside wordt gebruikt als een geconserveerde osmolyt om Symbiodinium en koralen om zich aan te passen aan de zoute omstandigheden."

Ook belangrijk is dat floridoside kan helpen bij het tegengaan van reactieve zuurstofsoorten (ROS) die worden geproduceerd door zoutgehaltestress, voegt teamleider toe, Christian Voolstra.

"ROS worden geproduceerd onder stress door zoutgehalte, maar worden ook geproduceerd onder hittestress, waar ze koraalverbleking kunnen veroorzaken, " legt Voolstra uit. "Dus, hetzelfde molecuul dat het osmotische evenwicht aanpast en het dinoflagellaat en koraal beschermt tegen stress door een hoog zoutgehalte, kan onbedoeld bijdragen aan een verhoogde hittetolerantie vanwege zijn ROS-wegvangende eigenschappen."

Weten hoe veranderingen in het zoutgehalte koralen beïnvloeden, heeft belangrijke implicaties voor het management, vooral gezien de effecten van klimaatverandering, ", zegt Röthig. "Bijvoorbeeld gesuggereerde transplantatie van temperatuurbestendige koralen van de Rode Zee naar andere habitats geeft mogelijk niet de gewenste temperatuurbestendigheid in een nieuwe, minder zoute omgeving. Omgekeerd, verhogingen van het zoutgehalte van het zeewater op sommige plaatsen kunnen koralen helpen stressbestendiger te worden."