Впервые в мире японские ученые наблюдали, как отдельные каменистые коралловые клетки поглощают одноклеточные фотосинтезирующие водоросли.
Микроскопические водоросли, известные как динофлагелляты, были поглощены клетками, выращенными из каменистого коралла Acropora tenuis. Так сообщили ученые в журнале Frontiers in Marine Science.
“Динофлагелляты имеют решающее значение для поддержания здоровья и жизни кораллов, – рассказывает профессор Нориюки Сато, старший автор исследования и руководитель Отдела морской геномики в Аспирантуре Окинавского института науки и техники. – Коралловые клетки поглощают водоросли и обеспечивают их укрытием и строительными блоками для фотосинтеза. В свою очередь, водоросли обеспечивают кораллы питательными веществами, которые они синтезируют”.
Известно, что в последние десятилетия эта существенная связь была поставлена под угрозу. Вызванные загрязнением, подкислением и повышением температуры океана, напряженные коралловые клетки вытесняют микроскопические и красочные водоросли в результате массового обесцвечивания, что приводит к огромным полосам мертвых белых рифов.
Сообщается, что каменистые кораллы из семейства Acroporidae – наиболее распространенный тип кораллов, встречающихся в тропических и субтропических рифах, – особенно подвержены отбеливающим явлениям. Эти быстрорастущие кораллы образуют скелеты из карбоната кальция и поэтому играют ключевую роль в строительстве коралловых рифов.
Клетки кораллов трудно культивировать, поэтому ранее ученым приходилось полагаться на экспериментальные системы других близкородственных морских существ , таких как морские анемоны, чтобы изучить механизм того, как динофлагелляты входят в клетки и покидают их.
Для этого исследования ученые сосредоточились на одной коралловой клеточной линии под названием IVB5. Многие из клеток этой линии имеют сходные свойства с эндодермальными клетками с точки зрения их формы, поведения и активности генов. Важно отметить, что в цельных коралловых организмах именно эндодермальные клетки поглощают водоросли.
Ученые добавили динофлагеллат, Breviolum minutum, в чашку Петри, содержащую коралловые клетки IVB5.
Около 40% коралловых клеток в культуре быстро образовали длинные, похожие на пальцы выступы, которые протянулись, чтобы связаться с динофлагеллатами. Затем водоросли были” проглочены”, процесс занял около 30 минут.
В течение следующих нескольких дней водоросли внутри клетки были либо разбиты на фрагменты, либо успешно заключены в мембраносвязанные мешочки, называемые вакуолями, внутри клеток. Для исследователей это знак о том, что отношения, возможно, начались тысячелетия назад.
В настоящее время учёные используют электронные микроскопы, чтобы получить более подробные изображения того, как коралловые клетки поглощают динофлагелляты. Они также работают над генетическими экспериментами, чтобы точно определить, какие коралловые гены задействованы.
На этой стадии коралловые клетки, содержащие водоросли, живут около месяца, прежде чем умереть. В ближайшем будущем ученые надеются создать стабильную культуру, в которой и коралловые клетки, и динофлагелляты смогут размножаться вместе.
