Het lot van de koraalriffen in de wereld kan afhangen van hoe goed de zeedieren hun nakomelingen uitrusten om de opwarming van de aarde het hoofd te bieden.

Ongeveer de helft van het koraal in de wereld is verloren gegaan door de opwarmende zeeën die hun wereld vijandig maken. In plaats van levendig en bloemig, koraal bleek bleek als de temperatuur stijgt. Dit gebeurt omdat het eigenaardige dier samenwoont met algen, die onder stress verdrijven. Wanneer dat gebeurt, koraal hun kleur verliezen en een levenspartner die hen ondersteunt, dus verhongeren ze.

Nog, hoop komt voor in aquaria op de USC-campus nabij het centrum van Los Angeles en in het Australian Institute of Marine Science. Daar, biologen bestuderen het ongebruikelijke vermogen van koraal om hun zogenaamde symbionten - de algenkolonies in hun cellen - te schudden als een coping-mechanisme om mogelijk een voordeel te behalen in een veranderende omgeving. de onderzoekers hebben aangetoond dat volwassen koraal dit vermogen om hun symbionten door elkaar te schudden aan hun nakomelingen kan doorgeven. Het is een proces dat plaatsvindt naast de traditionele DNA-overdracht, en het is nog nooit eerder gezien totdat wetenschappers in laboratoria aan beide zijden van de Stille Oceaan begonnen met fokken in gevangenschap.

"Wat we vinden is dat koralen hun geschudde complement van algenpartners kunnen passeren, of symbionten, aan hun nakomelingen om een ​​potentieel overlevingsvoordeel te geven, en dat is een nieuwe ontdekking, " zei Carly Kenkel, een assistent-professor biologie aan het USC Dornsife College of Letters, Kunsten en Wetenschappen. "We vinden dit belangrijk omdat koraalriffen zoveel voor ons doen. Een rif zorgt voor golfbrekers voor stormen, visproteïne die mensen nodig hebben en de biodiversiteit waar we van houden en die we mooi vinden."

De bevindingen verschijnen in een onderzoekspaper dat vandaag is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

Wetenschappers weten al lang dat koraal en algen in onderlinge harmonie leven. De twee wezens leven als één:een zachtaardig poliepdier dat lijkt op een zeeanemoon of kwal en een alg die in zijn cellen leeft. Het dier zorgt voor algenveiligheid en stoffen voor fotosynthese; de algen produceren zuurstof, helpen afvalstoffen te verwijderen en het koraal van energie te voorzien. Koralen gebruiken de energie om calciumcarbonaat te maken, de starre architectuur die riffen bouwt, terwijl de algen bijdragen aan de juweelachtige tinten van de wezens die koraal spectaculair maken.

Ze leven in der minne samen totdat omgevingsstress het partnerschap verstoort. Wanneer dit gebeurt, sommige koralen bezwijken, terwijl andere in staat zijn hun symbionten te schudden, de voorkeur geven aan sommige algen boven andere, afhankelijk van de watercondities, competitie of beschikbare voedingsstoffen." Het is een rommelige scheiding, ’ zei Kenkel.

Maar in deze breuk, de kinderen kunnen er baat bij hebben. Kenkel wilde begrijpen of ouderkoraal de herschikte symbionten kon doorgeven aan zijn nakomelingen. Het is een lastige stelling omdat de algen onafhankelijk van de celkern bestaan ​​en daarom geen deel uitmaken van de nucleaire DNA-overdracht, ouder voor nakomelingen, tijdens reproductie.

Haar nieuwsgierigheid bracht haar naar het Great Barrier Reef en Orpheus Island, uit het noordoosten van Australië, waar ze zich aansloot bij wetenschappers van de James Cook University en het Australian Institute of Marine Science. Het onderzoeksteam richtte zich op een bepaald koraal, Montipora-digitaal, die gemeenschappelijk is voor de westelijke Stille Oceaan en grote delen van het Great Barrier Reef.

De wetenschappers concentreerden zich op twee opeenvolgende paaiseizoenen:één onder normale omstandigheden in 2015 en de andere tijdens de wereldwijde massale koraalverbleking van 2016. Met behulp van DNA-sequencing, de wetenschappers screenden welke koralen potentieel vertoonden om hun symbionten te schudden en of de verandering werd weerspiegeld in gameten. Ze ontdekten dat de aantallen en soorten algencellen van jaar tot jaar aanzienlijk verschilden, zoals gemeten in celdichtheden en fotosynthese-output. Het is een bevinding die consistent is met ander onderzoek.

Montipora digitata-koraal kan algen in hun eieren verpakken wanneer ze zich voortplanten. Bij het kijken naar de eieren tussen de twee jaar, ze ontdekten dat herschikkingen van de algengemeenschappen bij volwassenen ook werden weerspiegeld in de eieren van het koraal, wat aangeeft dat ze kunnen worden doorgegeven aan nakomelingen van de ouders.

"Voor zover we weten, dit is het eerste bewijs dat geschudde Symbiodiniaceae (symbiont) gemeenschappen ... kunnen worden geërfd door nakomelingen en ondersteunt de hypothese dat schuifelen in microbiële gemeenschappen kan dienen als een mechanisme voor snelle aanpassing van koraal aan veranderende omgevingscondities, " aldus de studie.

Het proces is misschien vergelijkbaar met hoe mitochondriaal DNA bij mensen werkt. In dat analoge, de mitochondriën - een energieproducerende eenheid in de cel maar buiten de kern - deelt genetisch materiaal met nakomelingen via het moederei. Echter, de onderzoekers hebben het mechanisme voor overdracht in koraal niet geïdentificeerd; ze zijn van plan om dat mysterie in de volgende studie te beantwoorden.

De bevindingen tonen aan dat koraal meer aanpasbaar is dan gedacht, maar is het genoeg?

Koralen staan ​​voor een enorme uitdaging nu de opwarming van de oceaan toeneemt. Volgens een rapport van de Verenigde Naties de koraalriffen van de wereld vormen het epicentrum voor de gevolgen van klimaatverandering en het verlies van soorten. Als de wereld nog eens 0,9 graden Fahrenheit opwarmt, wat waarschijnlijk is, koraalriffen zullen waarschijnlijk met 70% tot 90% slinken. Een winst van 1,8 graden, het rapport zegt, betekent dat 99% van 's werelds koraal in de problemen zal komen.

In sommige regio's, de bedreiging voor koraal is al ernstig. Bijvoorbeeld, maar liefst 80% van het koraal in de Caribische Zee is de afgelopen drie decennia verloren gegaan, volgens het Smithsonian Institution.

"Koralen hebben meer mechanismen dan we dachten om met klimaatverandering om te gaan, maar ze vechten met een klein zwaardje tegen een vijand die als een tank is, " zei Kenkel. "Hun aanpassingsvermogen is misschien niet genoeg. Ze hebben tijd nodig om zich aan te passen."