Koraalriffen sterven in een alarmerend tempo af omdat de watertemperatuur wereldwijd stijgt als gevolg van de opwarming van de aarde, vervuiling en menselijke activiteiten. In de laatste drie decennia, de helft van het Great Barrier Reef in Australië heeft zijn koraalbedekking verloren.

Een nieuwe studie van Columbia University levert meer bewijs dat genetische sequencing evolutionaire verschillen in rifbouwende koralen kan onthullen, wat wetenschappers op een dag zou kunnen helpen te identificeren welke stammen zich zouden kunnen aanpassen aan warmere zeeën.

De bevindingen, gepubliceerd in Wetenschap 17 juli bieden een kijkje in de genetische processen waardoor sommige koralen bestand zijn tegen dramatische klimaatverschuivingen die de huidige inspanningen voor behoud kunnen aanvullen of verbeteren.

"We moeten zoveel mogelijk instrumenten gebruiken om in te grijpen, anders zullen we koraalriffen blijven zien verdwijnen, "Zei Zachary Fuller, een postdoctoraal onderzoeker in de biologie aan Columbia en eerste auteur van de studie. "Het gebruik van genomica kan helpen identificeren welke koralen het vermogen hebben om bij hogere temperaturen te leven en genetische varianten te onthullen die verband houden met klimaatbestendigheid."

Koraalrif, over de hele wereld gevonden in tropische oceanen, zijn een van de meest diverse en waardevolle ecosystemen op aarde. Het zijn eigenlijk levende dierenkolonies en om vele redenen belangrijk. Riffen bieden een habitat voor een grote verscheidenheid aan mariene soorten; kusten beschermen tegen stormen, overstromingen en erosie; en helpen de visserij- en toerisme-industrie in stand te houden.

Eind jaren negentig, riffen wereldwijd beleefden hun eerste golf van massale verbleking, die optreedt wanneer hoge watertemperaturen de symbiotische relatie met de kleurrijke algen van een kolonie vernietigen, waardoor de koralen wit worden. Het verlies verhongert hen effectief, omdat koralen voor voedingsstoffen afhankelijk zijn van de fotosynthetische algen die in hun weefsels leven. Riffen kunnen herstellen van bleken, maar langdurige perioden van omgevingsstress kunnen ze uiteindelijk doden.

Het Columbia-onderzoek voorspelt, tot op zekere hoogte, welke koralen waarschijnlijk bestand zijn tegen ongewoon hoge temperaturen en bestand zijn tegen bleekgebeurtenissen.

"Genomics stelt ons in staat om de genetische verschillen te onderzoeken die de overleving en bleektolerantie kunnen beïnvloeden, ons helpen uit te zoeken hoe we de gezondheid van koralen kunnen ondersteunen, " zei Molly Przeworski, professor in de afdelingen Biologische Wetenschappen en Systeembiologie aan Columbia en senior auteur van de studie.

Om hun genetische gegevens te verzamelen, voller, Przeworski en hun medewerkers van het Australian Institute of Marine Science analyseerden 237 monsters die waren verzameld op 12 locaties langs het Great Barrier Reef, het genereren van de hoogste kwaliteit sequenties van alle koralen tot nu toe. De sequencing stelde de onderzoekers in staat om over het genoom te kijken naar handtekeningen waar aanpassing plaatsvond en om genetisch verschillende variaties te vinden die verband houden met bleektolerantie.

"Wat we ontdekten is dat geen enkel gen verantwoordelijk was voor verschillen in de reactie van een koraal op bleken, maar in plaats daarvan beïnvloeden veel genetische varianten de eigenschap, ' zei Fuller. 'Zelfstandig, elk heeft een heel klein effect, maar samen kunnen we al deze varianten gebruiken om te voorspellen welke koralen in staat zijn te overleven in het aangezicht van warmere zeeën."

Fuller en Przeworski zeiden dat de bevindingen een weg bieden voor koraalbiologen om verder te zoeken naar stammen die beter kunnen omgaan met de opwarming van de oceaan en soortgelijke benaderingen mogelijk maken die kunnen worden gebruikt bij andere soorten die het meeste risico lopen door klimaatverandering.

"De beste kans die we hebben om te redden wat er nog over is van de koraalriffen van de aarde, is door de effecten van klimaatverandering te verzachten door de uitstoot van broeikasgassen snel te verminderen. ' zei Fuller. 'In de tussentijd, genetische benaderingen kunnen ons misschien tijd geven."