Один из инвазионных видов симбиотических микроводорослей широко распространился в Карибском море, сообщает международный коллектив исследователей. Одноклеточные водоросли, которые живут в тканях кораллов, повышают устойчивость коралловых сообществ к тепловому стрессу, вызванному глобальным потеплением, но снижают способность кораллов строить рифы.
«Результаты поднимают вопрос, является ли это вторжение благоприятным или плохим для долгосрочной продуктивности рифовых кораллов в Атлантическом океане и для общего состояния экосистемы», — говорит Тодд ЛаЖенесс (Todd LaJeunesse), адъюнкт-профессор кафедры биологии Университета штата Пенсильвания.
Отношения между кораллами и фотосинтезирующими водорослями развивались в течение миллионов лет и они, как правило, взаимовыгодны. Кораллы получают энергию и питательные вещества, а водоросли — питательные вещества и защиту.
«Коралловые рифы очень важны для биосферы, они также имеют огромную экономическую и социальную ценность для туристической отрасли, отдыха и прибрежной среды, а также как источник пищевых продуктов и фармпрепаратов, — напоминает ЛаЖенесс. — В настоящее время эти экосистемы находятся под угрозой синергетических эффектов ухудшения качества воды, повышения температуры и снижения щёлочности океана».
ЛаЖенесс и его команда, в которую вошли исследователи из Делавэрского университета (англ. University of Delaware) и Национального автономного университета Мексики (исп. Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM), использовали методы секвенирования ДНК, что позволило зафиксировать новый фактор, влияющий на коралловые рифы — распространение водоросли вида Symbiodinium trenchii, которая происходит из Индо-Тихоокеанского региона.
Для того чтобы определить, что S. trenchii, присутствующие в Карибском бассейне, попали сюда в малом количестве и затем начали распространяться, команда учёных использовала популяционно-генетические маркеры для анализа генетического разнообразия в популяциях S. trenchii в Индо-Тихоокеанском регионе и Карибском море.
«Мы обнаружили, что среди карибских S. trenchii генетическое разнообразие невелико и они высоко инбредны, — говорит биолог Тай Петтей (Tye Pettay). — В противоположность этому, S. trenchii в Индийском и Тихом океанах чрезвычайно разнообразны и на одном рифе размером с футбольное поле гораздо больше генетического разнообразия, чем во всём Карибском море. Наши данные показывают, что S. trenchii попали на Карибы сравнительно недавно. У них не было времени на то, чтобы измениться».
В своём новом доме в Карибском море S. trenchii ведёт себя оппортунистически и разрастается в коралловых колониях в периоды повышения температуры океана. Это позволяет кораллам выживать, так как S. trenchii заменяет более чувствительные к изменению температуры местные виды водорослей. S. trenchii предоставляет преимущества некоторым колониям кораллов, обеспечивая их термическую устойчивость в условиях температуры, на 3,6 градуса по Фаренгейту превышающей норму. Но в это же время, по крайней мере, для одной группы доминирующих рифообразующих коралловых полипов, Montastraea faveolata, взаимодействие с S. trenchii означает снижение темпов кальцификации — процесса строительства рифа — наполовину.
«Результаты исследований указывают на то, что S. trenchii не может дать столько же питательных веществ кораллам-хозяевам, сколько давали местные виды, которые находятся в упадке» — говорит ЛаЖенесс.
Сохранение большего количества питательных веществ, которые используются для собственного роста и поддержки физиологических процессов может помогать S. trenchii продолжать функционировать в условиях теплового стресса и не покидать хозяина во время потеплений, добавил учёный.
«Инвазионные виды представляют собой серьёзную угрозу для биоразнообразия, функционирования экосистем и экономического благополучия, — заключает ЛаЖенесс. — Всё больше доказательств указывает на то, что микробы, среди которых и микроводоросли, успешно внедряются в новые места по всему миру, но мы по-прежнему имеем слабое представление об отрицательных или положительных результатах их внедрения. Наша работа показывает, как распространение микробов, многие из которых даже неизвестны науке, может влиять на стабильность экосистем и их работу. В данном случае это снижение кальцификации кораллов в Карибском море».