珊瑚自行組織蛋白質形成堅硬的骨骼展現應對氣候變化的複原力
科學家的研究結果表明,珊瑚正在嘗試自主抵御氣候變化。此前倡導進化論的英國自然學家查爾斯·達爾文注意到,珊瑚形成了影響深遠的結構,主要由石灰石製成,環繞著熱帶島嶼,但他不知道它們是如何完成這一舉動的。現在,羅格斯大學的科學家已經證明,珊瑚結構由一種生物礦物質組成,其中含有一種高度組織化的蛋白質有機混合物,類似於我們骨骼中的物質。
他們的研究發表在《英國皇家學會學報:界面》上,首次顯示出幾種蛋白質在空間上是有組織的,這一過程對於形成堅硬的珊瑚骨架至關重要。
Manjula P. Mummadisetti說:”我們的研究揭示了一個錯綜複雜的骨骼蛋白網絡,這些蛋白在空間上相互作用,這很可能適用於所有石珊瑚。”她在高級作者Paul G. Falkowski領導的羅格斯環境生物物理學和分子生態學實驗室擔任博士後助理時,領導了這項研究。她現在是賓夕法尼亞州波茨頓AVMBioMed的高級科學家。”了解珊瑚生物礦化的機制,以及這些無價的動物如何在人為氣候變化時代持續存在是很重要的。”
“我們的研究結果表明,基於珊瑚形成堅硬的岩石骨骼的令人印象深刻的過程的精確性、穩健性和彈性,珊瑚將經受住人類活動引起的氣候變化,”羅格斯大學-新不倫瑞克分校藝術與科學學院和環境與生物科學學院的傑出教授Falkowski說。
珊瑚礁保護了受到侵蝕和風暴威脅的海岸線,並為魚類提供棲息地、育苗地和產卵地。事實上,珊瑚礁為大約5億人提供了食物,他們也依靠珊瑚礁謀生。然而,氣候變化導致的海水變暖使珊瑚面臨致命的漂白和疾病風險。美國國家海洋和大氣管理局稱,更多的酸性海水、海平面上升、不可持續的捕魚、破壞珊瑚礁的船隻、入侵物種、海洋廢棄物和熱帶氣旋構成了額外的威脅。
羅格斯科學家研究了嵌入Stylophora pistillata骨架內的蛋白質的空間相互作用,Stylophora pistillata是印度洋-太平洋地區常見的石珊瑚。石珊瑚經過4億多年的進化,在亞熱帶和熱帶淺海形成了巨大的珊瑚礁。它們被稱為”海洋雨林”。通過分泌碳酸鈣來建造珊瑚礁,這一過程被稱為生物礦化。
科學家們表明,幾種蛋白質共同作用,為生物礦化創造最佳條件。這些蛋白質並不是隨機分佈的,而是在空間上有很好的組織,科學家首次詳細介紹了這些蛋白質和空間模式的共同作用,因為新的礦物質是在動物的活體組織和它的底部或舊的骨架之間形成的。