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