Neke vrste korala mogu biti otporne na morske toplotne talase tako što će se „sećati“ kako su živele kroz prethodne, sugeriše istraživanje naučnika sa Univerziteta Oregon State.
Studija takođe sadrži dokaze da je odgovor ekološke memorije verovatno povezan sa mikrobnim zajednicama koje žive među koraljima.
Nalazi, objavljeni u Global Change Biology, važni su jer su koralni grebeni, ključni za funkcionisanje planete Zemlje, u opadanju zbog niza ljudskih pritisaka, uključujući klimatske promene, rekao je glavni autor studije Aleks Vompe.
„Od vitalnog je značaja razumeti koliko brzo se grebeni mogu prilagoditi sve češćim, ponovljenim poremećajima kao što su morski toplotni talasi“, rekao je Vompe, doktorant koji radi u laboratoriji profesorke mikrobiologije Rebeke Vega Turber. „Mikrobiomi koji žive u svojim koralnim domaćinima mogu biti ključna komponenta brze adaptacije.“
Toplotni talasi će verovatno porasti po učestalosti i ozbiljnosti zbog klimatskih promena, dodao je on. Usporavanje stope pokrivanja korala i gubitka vrsta je glavni cilj očuvanja, a predviđanje i inženjerska tolerancija toplote su dva važna alata.
Poznavanje uloge koju mikrobi imaju u adaptaciji može da informiše napore u bašti i sadnji korala, rekao je Vompe. Dublje razumevanje mikrobnih procesa i organizama odgovornih za ekološku memoriju takođe može pomoći u razvoju probiotika i/ili protokola za praćenje kako bi se procenio i delovao na kvalitet ekološke memorije pojedinačnih kolonija korala.
Koralni grebeni se nalaze u manje od 1% okeana, ali su dom za skoro jednu četvrtinu svih poznatih morskih vrsta. Oni takođe pomažu u regulisanju nivoa ugljen-dioksida u moru i ključni su izvor za naučnike koji traže nove lekove.
Korali se sastoje od međusobno povezanih životinjskih domaćina zvanih polipi koji u svojim ćelijama čuvaju mikroskopske alge. Korali takođe sadrže funkcionalno i taksonomski različite bakterije, viruse, arheje i mikroeukariote. Zajednica bakterija i arheja koje žive unutar korala naziva se mikrobiom korala.
Simbioza je osnova ekosistema koralnog grebena jer ovi mikrobi imaju koristi od koralnih domaćina pomažući u kruženju ugljenika, azota i sumpora, esencijalnom dodatku vitamina i zaštiti od patogena. Koralni polipi zauzvrat pružaju ishranu i zaštitu algama i bakterijama.
Klimatske promene prete koralnim grebenima delimično zato što neki od odnosa između korala i njihovih mikroba mogu biti naglašeni zagrevanjem okeana do tačke rastvaranja – kolapsom partnerstva između domaćina i mikroba, što rezultira fenomenom poznatim kao izbeljivanje korala.
„Ali Acropora retusa, preovlađujuća vrsta korala u Mo’oreanskom koralnom grebenu koji smo proučavali, izgleda da ima snažan odgovor ekološke memorije na toplotne talase u kojima mikrobiom igra ulogu“, rekao je Vompe. „To znači da neke vrste korala mogu biti otpornije na klimatske promene nego što se ranije mislilo.“
Vompe, Vega Thurber i kolege sa OSU, Univerziteta Kalifornije, Santa Barbare, Državnog univerziteta Arizone i Univerziteta u Eseksu proveli su pet godina proučavajući 200 kolonija korala na grebenu na severnoj obali Mo’orea, Francuska Polinezija. Mo’orea je ostrvo u južnom Pacifiku, otprilike na pola puta između Australije i Južne Amerike.
Zbog nedavne istorije grebena, predstavljao je jedinstvenu priliku da se ispita odgovor toplotnog talasa, rekli su istraživači.
Godine 2010. morska zvezda od trnja i ciklon uništili su više od 99% korala, efektivno pritisnuvši dugme za resetovanje na grebenu. Korali su se ponovo uspostavili i prošli kroz relativno manje događaje toplotnih talasa 2016. i 2017. pre nego što su doživeli najteži morski talas toplote u ovoj oblasti u zabeleženoj istoriji između decembra 2018. i jula 2019.
Ubrzo je usledio drugi najjači toplotni talas, između februara i jula 2020.
„Uočili smo da neke vrste korala izgleda pamte izloženost prošlim morskim toplotnim talasima i održavaju viši nivo zdravlja u narednim toplotnim talasima“, rekla je Vega Thurber. „I odgovor na pamćenje Acropora retusa bio je snažno povezan sa promenama u njegovom mikrobiomu, podržavajući ideju da mikrobna zajednica ima ulogu u ovom procesu.“
Koralji karfiola iz roda Pocillopora ostali su dobrog zdravlja kroz toplotne događaje, a njihovi mikrobiomi su takođe pokazali odgovor ekološke memorije, napomenula je ona. Bili su uznemireni početnim toplotnim talasom iz 2019. godine, ali su se vratili u stanje pre poremećaja uprkos drugom toplotnom talasu 2020.
„Članovi zajednica koralnih mikroba imaju jedinstvene biološke karakteristike koje ih čine prilagodljivijim i osetljivijim na promene životne sredine – kratki ciklusi generacije, velike veličine populacije i raznolik metabolički potencijal“, rekla je Vega Turber. „U dve od tri vrste korala na koje smo se fokusirali, identifikovali smo početnu otpornost mikrobioma, aklimatizaciju domaćina i mikrobioma ili razvili otpornost mikrobioma na ponovljeni toplotni stres. Poslednja dva obrasca su u skladu sa konceptom ekološke memorije.“
Drugi istraživači iz države Oregon koji su učestvovali u istraživanju bili su Tomas Šarpton, Hana Epštajn i Emili Šmelcer. Šarpton je vanredni profesor mikrobiologije i statistike; Epštajn je bio postdoktorski istraživač tokom studija, a sada je predavač na Univerzitetu u Eseksu; Šmelcer, doktorant u laboratoriji Vege Turber, diplomirao je i radi kao biolog u Geološkom zavodu SAD.
