Учёные обнаружили, что кораллы способны спасать друг друга от гибели

Здоровые кораллы способны спасать обесцвеченных соседей, передавая им необходимые для жизни водоросли и питательные вещества. Это обнаружили исследователи Стэнфордского университета, которым удалось добиться полного восстановления повреждённых кораллов после всего одной недели непосредственного контакта со здоровыми. Открытие может предложить новый способ спасения коралловых рифов, страдающих от повышения температуры океана.

Кораллы зависят от микроскопических водорослей, обитающих внутри их тканей. Эти организмы обеспечивают их необходимыми питательными веществами, без которых кораллы не способны долго существовать.

Однако при неблагоприятных условиях, таких как перегрев воды, загрязнение или интенсивное ультрафиолетовое излучение, водоросли могут становиться токсичными для своих хозяев. В ответ кораллы избавляются от них, теряя привычную окраску. Этот процесс называется обесцвечиванием.

Без водорослей кораллы начинают испытывать недостаток питания. Если им не удаётся вовремя восстановить симбиоз с новыми водорослями, они могут погибнуть от голода.

По мере того как обесцвечивание становится всё более серьёзной угрозой для коралловых рифов, учёные пытаются найти способы спасения уже пострадавших организмов.

«Хотя обесцвеченные кораллы могут умирать, они ещё не мертвы. Мы хотели выяснить, что можно сделать после того, как коралл уже потерял свою окраску», — объясняет морской биолог Стэнфордского университета Дэнни Коллинз.

Подсказка появилась благодаря случайному наблюдению его коллеги Стива Палумби.

В лабораторном аквариуме два фрагмента коралла вида Pocillopora damicornis, полученные из одной колонии, случайно оказались друг на друге. Один фрагмент был здоровым, а второй потерял окраску из-за обесцвечивания.

Через некоторое время исследователи заметили необычное явление: в месте соприкосновения двух фрагментов обесцвеченный коралл начал возвращать свой цвет.

Выяснилось, что здоровый коралл передавал соседу собственные симбиотические водоросли.

«Мы обнаружили, что если привести здоровый коралл в контакт с обесцвеченным, первый начинает передавать второму водоросли-симбионты и питательные вещества, благодаря чему тот полностью восстанавливается за короткое время», — рассказывает Коллинз.

По словам исследователя, особенно впечатляло то, как окраска здорового коралла постепенно распространялась на обесцвеченный фрагмент.

Чтобы разобраться в происходящем, учёные провели серию лабораторных экспериментов. Они установили, что для передачи водорослей необходим непосредственный физический контакт.

Даже расстояния в несколько миллиметров между двумя фрагментами оказалось достаточно, чтобы полностью остановить этот процесс.

Причина заключается в том, что при соприкосновении кораллы фактически срастаются друг с другом.

«Их ткани разрастаются и образуют питательный мост, благодаря которому питательные вещества и симбионты могут перемещаться между клетками», — объясняет Коллинз.

Через это соединение здоровый коралл передаёт обесцвеченному соседу водоросли, необходимые для восстановления. Однако самое интересное происходит после того, как контакт прекращается.

Оказалось, что здоровому кораллу достаточно соприкасаться с повреждённым всего одну неделю. После этого фрагменты можно разделить, а обесцвеченный коралл продолжит восстанавливаться самостоятельно.

В экспериментах полное восстановление занимало до семи недель. При этом скорость возвращения окраски оказалась одинаковой как у кораллов, которые оставались соединёнными все семь недель, так и у тех, которые разделили уже через неделю.

Это означает, что после первоначальной передачи симбиотические водоросли начинают самостоятельно размножаться внутри восстанавливающегося коралла. Постоянная поддержка здорового соседа ему больше не требуется.

«Здоровый коралл может запустить восстановление обесцвеченного, передав ему симбионтов. После этого мы можем убрать здоровый коралл, а обесцвеченный уже способен восстановиться самостоятельно», — говорит Коллинз.

Подобный результат имеет большое значение, поскольку естественное восстановление после обесцвечивания может занимать месяцы. За это время коралл рискует погибнуть, так и не получив достаточного количества необходимых водорослей.

В лабораторных условиях новый метод позволил ускорить восстановление примерно на порядок по сравнению с темпами, наблюдаемыми в природных популяциях обесцвеченных кораллов.

Однако у открытия есть существенное ограничение.

Все эксперименты проводились в лаборатории с генетически идентичными фрагментами, полученными из одной коралловой колонии. Пока неизвестно, будет ли тот же механизм работать между кораллами в естественных условиях океана и удастся ли применить его для восстановления пострадавших рифов.

Теоретически такой подход способен стать своеобразной экстренной помощью для кораллов, находящихся на грани гибели. Вместо ожидания естественного заселения водорослями повреждённый коралл мог бы получать их непосредственно от здорового соседа.

Но даже если метод окажется эффективным в океане, его масштабное применение может столкнуться с серьёзными трудностями.

Обесцвечивание кораллов становится всё более частым, продолжительным и распространённым явлением. Если человечество не прекратит сжигание ископаемого топлива, ожидается дальнейшее усиление этой угрозы.

В таких условиях спасение отдельных кораллов не сможет устранить причины массового разрушения рифов. Новый метод скорее напоминает экстренную медицинскую помощь, позволяющую сохранить жизнь отдельным организмам во время гораздо более масштабного кризиса.

Тем не менее исследователи считают открытие многообещающим. Оно показывает, что у кораллов существуют естественные механизмы восстановления, которые ещё недостаточно изучены и потенциально могут использоваться для защиты рифов.

«Эти новые знания о том, как кораллы способны восстанавливаться естественным образом, дают нам надежду на будущее», — говорит морской эколог Фиоренца Микели.

По её словам, открытие расширяет представления о возможных способах восстановления коралловых рифов и может привести к прорыву, необходимому для ускорения этого процесса.

Исследование опубликовано в научном журнале Science Advances.