Algele adaptate la căldură oferă indicii pentru rezistența coralilor la încălzirea oceanelor
O echipă de cercetători condusă de Institutul Australian de Științe Marine (AIMS) a descoperit că algele evoluate experimental pentru a tolera temperaturi ridicate își mențin profilele biomoleculare mai stabile la căldură decât omologii lor neevoluați, potrivit unui studiu publicat în New Phytologist. Rezultatele ar putea contribui la dezvoltarea unor noi abordări pentru îmbunătățirea rezistenței coralilor într-un climat care se încălzește.
Recifele de corali, precum Marele Recif Barieră, depind de algele microscopice care trăiesc în țesuturile lor. Aceste alge pot atinge densități de aproximativ un milion de celule pe centimetru pătrat de țesut de coral și furnizează o mare parte din energia de care coralii au nevoie pentru a supraviețui. Creșterea temperaturilor oceanice poate perturba însă această relație, ducând la albirea coralilor.
Cercetări anterioare au arătat că algele evoluate experimental pentru a tolera temperaturi mai ridicate pot îmbunătăți supraviețuirea coralilor în condiții de stres termic. Mecanismele biomoleculare care stau la baza acestei toleranțe sporite au rămas însă slab înțelese.
Experimente în trei medii diferite
Pentru a acoperi această lacună, cercetătorul Bede Johnston de la AIMS a realizat experimente la National Sea Simulator din cadrul institutului, folosind apoi linia de microscopie în infraroșu a Sincrotronului Australian pentru a genera „amprente” biomoleculare ale celulelor individuale de alge evoluate la căldură și ale celor de tip sălbatic. Cercetarea a fost realizată în cadrul doctoratului său la Universitatea din Melbourne și prin Programul de Restaurare și Adaptare a Recifelor.
Annaleise Klein, om de știință la Sincrotronul Australian și coautoare a studiului, a colaborat la măsurătorile proteinelor, lipidelor, carbohidraților și ale altor molecule din alge. Echipa a examinat cele două tulpini de simbionți în trei medii diferite: în interiorul coralilor, în cultură independentă și după ce au fost expulzate din gazdele lor.
„Am vrut să înțelegem cum reacționează algele evoluate la căldură la stresul termic în medii diferite și dacă viața în interiorul sau în afara gazdei coral influențează aceste răspunsuri”, a declarat Johnston.
Un răspuns la stres mult mai temperat
Cercetătorii au constatat că algele de tip sălbatic au prezentat modificări ale compoziției biomoleculare la temperaturi ridicate, în timp ce algele evoluate la căldură și-au menținut în general profilele mai stabile.
„Am observat creșteri ale carbohidraților și modificări ale moleculelor asociate proteinelor la algele de tip sălbatic, în concordanță cu un răspuns celular la stres. În schimb, simbionții evoluati la căldură au arătat un răspuns la stres mult mai temperat la temperaturi ridicate”, a explicat Johnston.
Răspunsurile au variat și în funcție de mediul în care se afla celula algală, ceea ce evidențiază modul în care gazda corală și condițiile din jur pot influența felul în care simbionții reacționează la stresul termic.
Spre introducerea algelor tolerante la căldură în recife
Aceste descoperiri oferă o mai bună înțelegere a modului în care simbionții evoluati la căldură tolerează temperaturile ridicate, oferind informații valoroase pentru eforturile în curs de îmbunătățire a rezistenței coralilor la încălzirea oceanelor.
„În cele din urmă, ne interesează să introducem aceste alge evoluate la căldură în mediile de recif, unde ar putea fi preluate de corali și ar putea îmbunătăți rezistența acestora la creșterea temperaturilor oceanice. Înțelegerea a ceea ce face aceste alge mai tolerante la căldură este un pas important spre acest obiectiv”, a afirmat Johnston.
