160 миллионов лет дружбы: в морях обнаружились живые свидетели мезозоя

160 миллионов лет дружбы: в морях обнаружились живые свидетели мезозоя

13.08.2018

По всей видимости, именно одноклеточные симбионты обеспечили кораллам эволюционный расцвет.

Микроскопические водоросли, живущие внутри клеток современных коралловых полипов, появились 160 миллионов лет назад, то есть в юрском периоде. Кроме того, они представляют собой не один род, как считалось ранее, а как минимум семь. Такие выводы изложены в научной статье, опубликованной в журнале Current Biology группой во главе со Скоттом Сантосом (Scott Santos) из Обернского университета в США. Эта информация важна, чтобы понять, как коралловые рифы приспосабливаются к глобальному потеплению.

На биологических факультетах говорят: кто не видел коралловый риф, тот не зоолог. И для такой поговорки есть основания. Рифы занимают ничтожную часть Мирового океана, но на их экосистемы приходится четверть (!) известных морских видов. И, несмотря на многие десятилетия изучения, кораллы продолжают преподносить учёным сюрпризы.

Биологам давно известно, что прямо внутри клеток коралловых полипов (которые умирают и оставляют после себя те самые красивые кораллы) живут микроскопические водоросли. Это не паразиты, а симбионты: их присутствие полипам выгодно, они обмениваются с ними питательными веществами.

До недавнего времени все подобные простейшие относились к роду Symbiodinium. Однако группа Сантоса после 10 лет исследований пересмотрела эти представления.

Основываясь на морфологических, физиологических, генетических и экологических данных, авторы пришли к выводу, что рода Symbiodinium нет, а есть семейство Symbiodiniaceae. Учёные описали семь родов, принадлежащих к этому семейству. Всего же, как полагают исследователи, в этом семействе не менее 15 родов, в совокупности насчитывающих сотни или даже тысячи видов.

Поскольку представители разных родов отличаются генетическими и экологическими параметрами, исследователи обязаны учитывать это, чтобы получать корректные результаты.

«До сих пор во многих исследованиях этих водорослей [авторы] старались сравнивать яблоки с яблоками, но теперь мы знаем, что часто мы сравнивали яблоки с апельсинами — настолько отличаются некоторые из этих видов, – объясняет соавтор работы Джон Паркинсон (John Parkinson) из Орегонского университета. – Наша работа поможет исследователям быть более объективными в сравнениях, которые они проводят в экспериментах».

В частности, водоросли из разных родов отличаются тем, насколько они способны адаптироваться к повышению температуры воды, что особенно важно ввиду глобального потепления.

«Обновлённая схема именования, которую мы придумали, предлагает чёткую основу для идентификации разных симбионтов, – рассказывает Паркинсон. – Точная таксономия является критическим элементом в любых биологических исследованиях и особенно актуальна для исследований, пытающихся выяснить, как кораллы и их микроводоросли могут адаптироваться к изменению климата».

Пересмотр классификации стал не единственным итогом работы биологов. Тщательно изучив геном водорослей-симбионтов, они заново откалибровали их молекулярные часы. В результате учёные пришли к выводу, что семейство, которое прежде считали родом, появилось 160 миллионов лет назад, в разгар юрского периода.

Замечательно, что эта дата совпадает со временем расцвета коралловых рифов, известным по палеонтологической летописи. По всей видимости, именно партнёрство с водорослями и стало причиной их эволюционного успеха. Ранее считалось, что древнейшие представители рода Symbiodinium возникли и вступили в симбиоз с кораллами на сто миллионов лет позже.

Что это означает в свете перспектив изменения климата? Как минимум то, что сообщества кораллов и водорослей пережили Великое вымирание, погубившее динозавров и кардинально изменившее облик Земли. Значит, есть надежда, что и нынешняя трансформация окружающей среды не окажется для них фатальной. А поскольку кораллы являются важным регулятором состава воды, это важно не только с точки зрения ответа на вопрос, смогут ли наши потомки любоваться этим удивительным творением природы.