Генетическая модель предскажет массовую гибель кораллов
Чувствительность отдельных кораллов к высоким температурам определяется наследственными факторами. К такому выводу пришли исследователи, проанализировав 237 образцов кораллов Acropora millepora с Большого Барьерного рифа. При этом определяющую роль играют не какие-то конкретные гены, а их совокупность. Полученные данные легли в основу модели, которая предскажет уязвимость отдельных коралловых рифов и поможет разработать меры по их охране. Впрочем, даже использование генетики лишь выиграет время на борьбу с главной угрозой кораллам — изменениями климата. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Кораллы чрезвычайно чувствительны к температуре окружающей среды. Когда вода становится слишком теплой, они теряют симбиотические водоросли-динофлагелляты и обесцвечиваются. Если условия остаются неблагоприятными слишком долго, кораллы гибнут.
В последние десятилетия на фоне климатических изменений массовое обесцвечивание коралловых рифов происходит все чаще: например, Большой Барьерный риф только за последние пять лет пережил три таких эпизода. Если планета продолжит нагреваться, коралловые рифы по всему миру рискуют исчезнуть уже в этом веке.
Однако не все виды кораллов одинаково уязвимы к обесцвечиванию. Более того, даже среди представителей одного вида чувствительность к высоким температурам различается. Команда исследователей во главе с Закари Фуллером (Zachary L. Fuller) из Колумбийского университета решила выяснить, каковы генетические основы этой изменчивости.
Специалисты провели полногеномный анализ 237 образцов кораллов Acropora millepora, взятых на 12 участках Большого Барьерного рифа на пике обесцвечивания в 2017 году. Генетические данные сравнили со степенью ущерба, которые понесли отдельные колонии.
Оказалось, что толерантность к высоким температурам обеспечивают не отдельные гены, а комбинации множества генов, каждый из которых дает относительно небольшой эффект. Основываясь на полигенной оценке, а также данных о геноме симбиотических водорослей и особенностях окружающей среды, авторы смогли создать модель, которая прогнозирует уязвимость отдельных эволюционных линий A. millepora к климатическим изменениям. Ее можно использовать, чтобы определить наиболее уязвимые рифы или отобрать образцы кораллов для искусственного выращивания.
Исследователи полагают, что аналогичный подход можно использовать и для создания моделей, предсказывающих риск обесцвечивания у других видов кораллов. Однако сама по себе генетика не способна спасти коралловые рифы от исчезновения, подчеркивают авторы. Чтобы дать этим богатым экосистемам шансы на выживание, необходимо как можно скорее сократить выбросы парниковых газов.
Некоторые кораллы в ответ на высокие температуры не бледнеют, а приобретают необычно яркую окраску. Исследователям удалось установить, что она служит своеобразным аналогом солнцезащитного крема. Белки, обеспечивающие «кислотную» расцветку, защищают коралл от ультрафиолетового излучения, что повышает шансы на возвращение симбионтов.
Сергей Коленов
Это напоминает игровое поведение
Исследователи из Германии поместили дрозофил в арену с вращающимся диском и обнаружили, что небольшая часть мух проводит на этом диске какое-то время и, возможно, получает удовольствие от вращения. Такое поведение очень похоже на игровое, однако его нейронные корреляты еще предстоит изучить. Препринт опубликован на bioRxiv.org. Люди и нечеловеческие животные любят играть. Причем не только млекопитающие: игровое поведение замечали у птиц, гекконов и даже рыб. Игровое поведение отличается от любого другого: оно должно не иметь отношения к выживанию, быть произвольным и преднамеренным, повторяющимся, но не стереотипным, и происходить не в условиях стресса. Не так давно исследователи обнаружили, что играют даже беспозвоночные — шмели без всякой практичной цели катали деревянные шарики, а у бумажных ос и пауков замечали социальную игру. Однако игра беспозвоночных, которую ученым удалось зафиксировать, была ограничена взаимодействием с сородичами или предметами. Теперь Тельман Трифон (Tillman Triphan) и Вольф Хюттерот (Wolf Huetteroth) из Лейпцигского университета обнаружили, что плодовые мушки дрозофилы (Drosophila melanogaster) не прочь покрутиться на вращающемся диске. И это уже другой тип игры, если такое поведение все-таки можно назвать игрой. Самцов дрозофил (112 штук) поместили в экспериментальную арену, где у них был свободный доступ к пище и постоянно вращающийся диск на уровне пола. Мухи могли запрыгивать на этот диск или, наоборот, избегать его, или же игнорировать. Контрольных мух (194 штуки) в свою очередь поместили в такую же арену, где диск не вращался. Несколько дней за мухами наблюдали, не вмешиваясь. Поскольку дрозофилы могли сами решать, залезать на диск или нет, это отличалось от вынужденного пассивного движения, которое вызывает у мух стресс. Большинство дрозофил (60 штук) проигнорировало вращающийся диск — они не избегали его, но и не выражали большого интереса. Еще 18 дрозофил избегали вращающегося диска и большую часть времени провели за едой. Однако общая продолжительность времени, которое мухи провели на диске, было выше, когда диск вращался. Небольшое подмножество мух (10 штук) более 5 процентов времени сидело на диске и чаще возвращались на него, если покидали. Тогда исследователи поместили на арену два диска, которые вращались попеременно по 5 минут. В итоге 33 мухи, которые проводили больше времени на диске в прошлом испытании, здесь перемещались с диска на диск — чтобы покрутиться. То есть они намеренно и неоднократно садились на крутящийся диск, и, таким образом, стало ясно, что вращение им нравится. Возможно, такое вращение каким-то образом улучшает проприорецепцию дрозофил (то есть чувство собственного тела) и сенсомоторный контроль. Однако требуются дальнейшие исследования, чтобы выяснить, какая нейронная активность за этим стоит. Недавно ученые Великобритании обнаружили, что некоторые обезьяны кружатся на веревках до головокружения — и, видимо, получают от этого удовольствие.