Wetenschappers vermoeden al lang dat koralen die in zeer zout water leven ook hogere watertemperaturen kunnen verdragen, maar de link is nooit geverifieerd. Nutsvoorzieningen, KAUST-onderzoekers hebben aangetoond dat het zoutgehalte rechtstreeks van invloed is op het vermogen van het koraalmodelorganisme Aiptasia om in warmer water om te gaan en hebben mogelijk de verbinding geïdentificeerd die dit proces helpt.

"We, zoals anderen, had waargenomen dat koralen uit zeer zoute wateren zoals de Rode Zee hoge watertemperaturen kunnen verdragen, maar niemand had dit systematisch geanalyseerd, " zegt promovendus Hagen Gegner, die samen met begeleiders Christian Voolstra en Manuel Aranda en collega's aan het project werkte. "We hebben hittestress-experimenten uitgevoerd om de effecten van verschillende zoutgehaltes op twee Aiptasia-stammen en hun bijbehorende symbionten te bepalen, stammen van de dinoflagellaatalg Symbiodinium."

De zeeanemoon Aiptasia is nauw verwant aan rifbouwende koralen, en het wordt regelmatig gebruikt als een koraalmodelorganisme omdat het gemakkelijker is, goedkoper en sneller te groeien dan koralen zelf. De onderzoekers kozen twee Aiptasia-soorten, H2 en CC7, die elk een andere Symbiodinium-stam herbergen. Als koralen en anemonen onder hittestress staan, ze reageren door hun symbionten te verdrijven in een proces dat bleken wordt genoemd, die koralen kunnen doden als de spanningen aanhouden.

Het team kweekte Aiptasia-anemonen bij een constante temperatuur van 25 graden Celsius voordat ze werden overgebracht naar lage, tanks met gemiddeld en hoog zoutgehalte. Elke tank werd vervolgens verwarmd tot 34 graden Celsius en op de hogere temperatuur gehouden. Ze maten de Symbiodinium-niveaus aan het begin van het experiment en opnieuw zodra er bleekwater was opgetreden.

"Voor een van de anemoon-symbiont-combinaties, de ernst van het bleken was significant verminderd naarmate het zoutgehalte toenam, " zegt Gegner. "Hoewel beide combinaties Symbiodinium verloren op alle zoutgehalten, meer werden vastgehouden door Aiptasia H2. Dit viel ook samen met beperkte schade aan de fotosynthetische efficiëntie van het dier."

Een eerdere studie onder leiding van Voolstra toonde aan dat een stof die in koralen wordt aangetroffen, floridoside genaamd, wordt verhoogd, of opgereguleerd, onder omstandigheden met een hoog zoutgehalte. Floridoside is een antioxidant die ook de osmotische druk binnen het dier reguleert. Dit betekent dat het de door stress veroorzaakte overproductie van toxische reactieve zuurstofsoorten in cellen kan tegengaan en ernstige bleking kan helpen voorkomen.

"Dus we weten dat thermotolerantie wordt verhoogd bij een hoog zoutgehalte voor bepaalde gastheer-symbiontenrelaties en dat floridoside overvloedig aanwezig is bij een hoog zoutgehalte, " zegt Gegner. "Nu moeten we bepalen of floridoside het molecuul is dat thermotolerantie verleent binnen specifieke gastheer-symbiontenrelaties. We moeten ook experimenten uitvoeren in echte koralen om te begrijpen hoe dit zowel individuele koralen als rifecosystemen kan beïnvloeden."