Согласно исследованию, опубликованному в журнале PeerJ, команда под руководством Рутгерса обнаружила некоторые удивительные особенности в сперматозоидах и яйцеклетках кораллов (которые в совокупности называются гаметами).
Хотя коралловые яйца большие, а сперматозоиды крошечные и гораздо более многочисленны, ученые впервые показали, что яйца и сперматозоиды кажутся на удивление похожими, когда речь идет о функциях генов, которые они выражают на стадии планктона. Белки, кодируемые генами, в процессе, называемом экспрессией генов, играют множество критических ролей и выполняют большую часть работы в клетках.
Ученые также определили два гена, которые могут быть задействованы в том, как сперматозоиды и яйца кораллов узнают друг друга в динамичных водах океана, обеспечивая оплодотворение.
«Гаметам кораллов следует уделять гораздо больше внимания, потому что и яйцеклетки, и сперматозоиды уязвимы к изменению климата и другим оскорблениям», – сказал старший автор Дебашиш Бхаттачарья, выдающийся профессор кафедры биохимии и микробиологии Школы экологических и биологических наук. в Университете Рутгерса в Нью-Брансуике. "Само собой разумеется, что без надежных сперматозоидов и яйцеклеток репродуктивный цикл кораллов будет значительно ослаблен. Следовательно, нам необходимо более подробно понять, как естественный отбор воздействовал на гаметы кораллов, чтобы обеспечить их выживание и успешное оплодотворение."
Коралловые рифы защищают береговую линию от эрозии и штормов; служат местом обитания, рассады и нереста рыб; и обеспечить едой около 500 миллионов человек, а также средства к существованию, по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований. Но кораллам угрожает глобальное изменение климата, которое нагревает океан и приводит к обесцвечиванию кораллов, болезням, повышению уровня моря и закислению океана. Другие угрозы включают неустойчивое рыболовство, загрязнение на суше, тропические штормы, ущерб от судов, морской мусор и инвазивные виды.
Анализируя гены гавайского каменистого коралла Montipora capitata, ученые раскрыли схему функционирования коралловых яиц и сперматозоидов.
Следующие шаги включают дальнейший анализ геномов кораллов для определения веществ, которые они производят, чтобы обеспечить их выживание и оплодотворение. Ученые также заинтересованы в изучении видов кораллов, которые не выделяют сперму и яйца в воду перед оплодотворением, и сравнением результатов с исследованием каменных кораллов.
«Наши результаты открывают путь для будущих генетических исследований, особенно в контексте влияния изменения климата на морскую среду», – сказал Бхаттачарья.