藻类的遗传秘密为珊瑚褪色提供了重要的见解

澳大利亚新南威尔士大学领导的一个研究小组已经确定了一些基因，这些基因可以使生活在珊瑚中的一些藻类能够忍受比其这些基因可以作为标记，以了解包括大堡礁在内的热带珊瑚礁不同区域珊瑚褪色的风险。“如果没有生活在其中的共生藻类，热带珊瑚就无法生存。这些微小的光合生物可以为珊瑚提供超过90%的食物，”研究第一作者和新南威尔士大学博士生雷切尔莱文说。

水温升高会对藻类造成压力，导致它们产生过量的有毒化学物质，称为活性氧物质，会破坏藻类和珊瑚。结果，珊瑚驱逐热应激的藻类，变成漂白的白色，并且除非被新藻类重新定殖，否则会饿死。“我们第一次发现了解释为什么一些藻类可以承受更高温度并避免漂白的机制，”莱文说。“我们发现他们可以转换基因来产生中和有毒化学物质的蛋白质。”

该研究发表在高影响力期刊分子生物学和进化论上。研究团队包括悉尼海洋科学研究所所长UNSW教授Peter Steinberg和澳大利亚海洋科学研究所和墨尔本大学的Madeleine van Oppen教授。

“由于海洋系统越来越受到多种环境威胁的挑战，因此我们不仅要描述这些威胁的严重程度，还要了解海洋生物和生态系统适应和克服这些威胁的能力，这一点至关重要，”斯坦伯格教授说。研究人员对两种最初从珊瑚中分离出的藻类进行了比较，这些珊瑚位于较大的位置，位于大堡礁较凉爽的地方。来自较冷位置的藻类受到损害并在热应激下被珊瑚排出，但从较热的位置分离的藻类在热应激下保持健康并且不会从珊瑚中排出。

研究小组研究了藻类基因，以揭示在实验室进行的热应激实验过程中被激活或去活化的藻类基因。该微小藻类有更多的基因比人类做。

“我们发现只有来自温暖的珊瑚礁的藻类才能在热应激下激活特定类型的基因，以对抗活性氧物质的破坏性影响，”莱文说。“ 通过使用这些基因作为标记，可以评估大堡礁不同地区珊瑚褪色的风险。”

范奥本教授说，这项研究产生了另一个惊人的结果。“我们还发现，在压力下，两种类型的藻类都可能从正常的无性生殖模式转变为有性生殖。“有性繁殖有助于加速进化，并可能使一些藻类迅速适应以容忍海面温度上升。这可能是一个自然的”黄金票“，让一些珊瑚能够在漂白事件中幸存下来，”她说。

在一次前所未有的事件中，由于海面温度异常高，今年大堡礁的很大一部分已经发生了漂白，最近的估计表明，大约四分之一的珊瑚已经因为整个珊瑚礁的漂白相关死亡率而丧失。

未来的调查可能会揭示存活的珊瑚是否含有能够激活本研究中公布的耐热基因的藻类。

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