Решена загадка от леки корали

Флуоресценцията помага на корали от по-дълбоки водни слоеве при оползотворяване на светлината

Рифовият корал Echinophyllia флуоресцира оранжево-червеникав и се среща в доста мрачни водни зони. © Е. Смит
чете на глас

Светлинни датчици на дълбочина: биолозите са открили защо много корали блестят в по-дълбока вода. Тяхната флуоресценция им помага да използват по-добре малката светлина на тези дълбочини. Луминисцентните протеини превръщат синкавия здрач във водата в оранжеви дължини на вълната. Те проникват по-дълбоко в тъканите на коралите и по този начин доставят на симбиотичните водорасли светлина.

Те блестят зеленикаво, червеникаво или дори цветно: много корали от тропически плитководни рифове флуоресцират, слънчевата светлина пада върху тях. Отговорни за това са флуоресцентните протеини, които се възбуждат от UV компонента на светлината и след това излъчват светлина на свой ред. За коралите, които често са изложени на силна слънчева радиация, този светещ ефект е вид буфер срещу твърде много светлина.

Още по-учудени обаче бяха изследователите преди няколко години, когато откриха такива ярки корали в Червено море - в повече от 50 метра вода. За Йорг Виденман от университета в Саутхемптън и неговите колеги беше ясно: Като слънцезащитен крем, флуоресценцията в тази намалена дълбочина по-скоро не служи.

Енигматичен блясък в дълбочината

Но защо тези корали все още светят? За да разберат, сега Wiedenmann и неговите колеги са изследвали четири вида корали от по-големи дълбочини. Те първо анализираха флуоресцентните протеини на животните и тестваха коя дължина на вълната светлина те поглъщат и освобождават.

Оказа се, че светещите корали от зоната на здрача на морето произвеждат главно червени флуоресцентни багрила. Тези пигменти са разположени във външната кожа на коралите и поглъщат преди всичко синя светлина - и по този начин доминиращите дължини на вълните в тези водни дълбочини. Погълнатата енергия отделя пигментите като оранжева до червеникава светлина. показ

Изглед отблизо на флуоресцентен коралов полип от вида Montastrea cavernosa J. Wiedenmann

Преобразуването на светлината помага на симбионтите

Акцентът: Коралите зависят от симбиотичните динофлагелати за снабдяването им с хранителни вещества. Те седят, inter alia, в чревната стена и други по-дълбоки тъкани на кораловите животни. Проблемът тук: Мътната синя светлина в по-големи водни дълбочини почти не прониква в тези тъкани. Ако обаче светлината се преобразува в по-дълга дължина на вълната, тя може да премине през клетъчните слоеве.

Следователно флуоресценцията в тези корали не осигурява светлинна защита, а по-скоро оптимално използване на оскъдните светлинни ресурси. "Протеиновите пигменти компенсират недостатъците на светлинната ситуация в по-дълбоките рифове", обясняват изследователите. Само с тези луминисцентни протеини кораловите симбионти получават достатъчно светлина, за да оперират и оцеляват дори при слаба светлина на водата до 165 метра при фотосинтеза.

Няма убежище за всички

Ако на корала липсва луминисцентният пигмент, това има фатални последици, както е доказано от експеримент. Изследователите считат, че в скучен басейн както нормални корали, оборудвани с достатъчно флуоресцентен пигмент, така и корали, липсващи този пигмент поради мутация. Резултатът: След няколко месеца започна да влиза първият непигментиран корал, след две години всички бяха мъртви.

„Предвид изменението на климата, местообитанията в по-дълбоки води често се обсъждат като потенциални убежища за корали от по-плитки рифови части“, обяснява Виденман. „Но нашата работа показва, че коралите се нуждаят от специални корекции, за да оцелеят в тези дълбоки светлини. Следователно не всички плитки води могат да използват този път за бягство. "(Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences, 2017; doi: 10.1098 / rspb.2017.0320)

(Кралското общество, 05.07.2017 - НПО)