Ученые, наконец, могут узнать, почему эти великолепные кораллы светятся в темноте

Светящийся коралл, светись.

В мелководье яркие розовые, насыщенно-красные и ослепительно-оранжевые оттенки кораллов могут действовать как своего рода солнцезащитный крем. Флуоресцентные пигменты защищают зооксантеллы кораллов — симбиотические водоросли, от которых кораллы зависят для выживания, — от чрезмерного воздействия солнца. Но почему глубоководные кораллы, обитающие вдали от самых резких солнечных лучей, разделяют такую ​​яркую окраску со своими мелководными собратьями?

Долгое время исследователи не были уверены. Но исследование, опубликованное в среду в журнале Proceedings of the Royal Society B, может пролить свет на этот вопрос. Исследование предполагает, что, хотя поверхностные кораллы используют цвет для блокирования солнечного света, их глубоководные собратья, возможно, используют цвет для преобразования света в нечто, что зооксантеллы могут использовать легче.

Любой, кто занимался сноркелингом, знает, что на большой глубине цвета выглядят по-другому; вода действует как естественный светофильтр. На самом деле, сапфировый оттенок океана обусловлен тем, что он поглощает цвета в красной части светового спектра. Вода удаляет красный свет, как фильтр, оставляя нам для восприятия синюю часть светового спектра.

Однако проблема в том, что синий свет не так эффективен для стимуляции фотосинтеза, как красный. Хотя кораллы сами по себе не осуществляют фотосинтез, зооксантеллы, обитающие внутри них, это делают. И кораллы зависят от продуктов фотосинтеза зооксантелл на 90 процентов для удовлетворения своих энергетических потребностей. Выживание коралла полностью зависит от выживания водорослей, а это значит, что фотосинтез необходим.

Проанализировав, насколько хорошо различные цвета света распространяются через плотные слои зооксантелл, исследователи из Университета Саутгемптона (Великобритания), Межуниверситетского института морских наук Эйлата и Университета Хайфы смогли установить, что кораллы в глубоких водах вырабатывают особый тип флуоресцентного белка, который улавливает синий свет и переизлучает его в виде оранжево-красного света. Оранжево-красный свет может проникать глубже в ткани коралла, по сути, позволяя кораллу «кормить» зооксантеллы необходимым ему светом.

Для подтверждения своих выводов исследователи подвергли ярко-красные флуоресцентные кораллы и похожие, но непигментированные кораллы воздействию света, имитирующего глубоководную среду, в аквариуме. Красные кораллы в долгосрочной перспективе выжили лучше, чем их непигментированные собратья.

«Это важный шаг вперед в понимании того, как работают загадочные флуоресцентные пигменты в кораллах», — говорит профессор Йорг Виденманн, руководитель Лаборатории коралловых рифов в Университете Саутгемптона. «Наше открытие помогает нам понять, как удивительное разнообразие цветов кораллов формирует сообщества на коралловых рифах».

Глубоко красные флуоресцентные белки, подобные тем, которые были обнаружены в исследовании, не только помогают кораллам выживать, но и полезны в медицинских исследованиях. Отдельные клетки человеческого организма слишком малы, чтобы мы могли их увидеть, но мечение их флуоресцентным белком помогает ученым наблюдать за их работой. Подсвечивая клетки, флуоресцентные белки помогли исследователям отслеживать такие заболевания, как ВИЧ, и подтверждать существование раковых клеток. В 2008 году Мартин Чалфи, Осаму Шимомура и Роджер Цзиен получили Нобелевскую премию по химии за открытие и разработку зеленого флуоресцентного белка (GFP), выделенного из медузы Aequorea victoria . Однако у GFP есть свои ограничения, поэтому ученые продолжают поиски новых форм, которые могли бы быть полезны в медицинских исследованиях.

Но поскольку коралловые рифы — и океаническая среда в целом — сталкиваются с растущими угрозами со стороны изменения климата , вопрос о том, сможем ли мы найти эти полезные белки до того, как они исчезнут, становится все более важным. В конце концов, Шимомуре и его коллегам потребовалось более сорока лет, чтобы выделить GFP.

Kendra Pierre-Louis “Scientists may finally know why these magnificent corals glow in the dark”

Перевод статьи «Scientists may finally know why these magnificent corals glow in the dark» автора Kendra Pierre-Louis, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык