研究:鞭毛藻不僅可以通過分裂繁殖還能通過性繁殖
共生體多一點的性時間間可以説明珊瑚礁在氣候變化的考驗中生存下來。 而這反過來可以幫助我們所有人。 來自萊斯大學和西班牙海洋研究所的研究人員已經知道–隨著海洋變暖,被稱為鞭毛藻的藻類對珊瑚健康的重要性,現在已經證實這種微小的生物不僅通過分裂成兩半來繁殖而且還可以通過性繁殖。
根據萊斯大學海洋生物學家Adrienne Correa和研究生Lauren Howe-Kerr的說法,這為培育能更好地服務於其珊瑚夥伴的甲藻類共生體品系開闢了一條道路。
鞭毛藻不僅為珊瑚令人驚歎的色彩方案做出了貢獻,並且關鍵的是,它們還通過將陽光轉化為食物來説明養活它們的主人。
Howe-Kerr指出:「大多數石珊瑚沒有它們的共生體就無法生存,並且這些共生體有可能説明珊瑚應對氣候變化。 這些鞭毛藻的繁殖時間為幾個月,而珊瑚可能一年才繁殖一次。 因此,如果我們能讓共生體更快地適應新的環境條件,它們也許能説明珊瑚在高溫下生存,而我們都在應對氣候變化。 ”
研究人員在《自然》雜誌《Scientific Reports》的一項開放性研究中指出,這一發現為調查共生體性的環境觸發因素奠定了基礎,這可以加速一種關鍵珊瑚共生體的輔助進化以應對珊瑚礁的退化。
為了更好地了解這些鞭毛藻,萊斯大學的研究人員聯繫了西班牙海洋研究所的研究員Rosa Figueroa。 她負責研究鞭毛藻的生命週期,是這項研究的論文首席作者。
Howe-Kerr表示:”我們向她介紹了珊瑚-海藻系統,她向我們介紹了其他鞭毛藻的性別,我們形成了一個合作以此來看看我們是否能檢測到珊瑚礁上的共生體性別。 ”
生物科學助理教授Correa稱:”在珊瑚鞭毛藻的基因組數據集中,研究人員會看到珊瑚共生體應該需要的所有基因來進行性繁殖,但沒有人能看到這個過程中的實際細胞。 這就是我們這次得到的東西。 ”
這一發現是在2019年7月在法屬波利尼西亞Mo’orea的珊瑚礁取樣得到的,研究人員通過先進的共焦顯微鏡觀察海藻能夠很好地觀察三維結構。
“這是第一個證明這些共生體,當它們被封存在珊瑚細胞中時會進行有性繁殖,我們很興奮,因為這為找出什麼條件可能促進性以及我們如何能誘導它打開了大門,”Howe-Kerr說道,”我們想知道我們如何能夠利用這一知識來創造更多的遺傳變異。 ”
“由於分裂的藻類的後代只繼承了它們一個親代細胞的DNA,它們基本上是克隆,一般不會增加菌落的多樣性。 但有性繁殖的後代從兩個父母那裡獲得DNA,這使得遺傳適應更加迅速,”Correa指出。
通過進化變得更耐受環境壓力的共生體種群將對珊瑚有直接的好處,它可以保護海岸線免受風暴及其相關徑流的影響。
“這些努力正在進行中,試圖培育珊瑚、共生體和任何其他夥伴以使其成為最抗壓的殖民地。 對於珊瑚共生體來說,這意味著在高溫等壓力條件下培養它們,然後繁殖那些設法存活的珊瑚。 經過連續的幾代,我們將選擇出任何不能容忍這些溫度的東西。 現在我們可以看到有性行為,我們可以做很多其他實驗以了解什麼條件的組合會使性行為在細胞中更頻繁地發生。 這將產生具有新的基因組合的共生體,其中一些組合將有望對應於耐溫性或我們想要的其他特徵。 然後,我們就可以在承載這種共生體多樣性的珊瑚物種中播種嬰兒並利用這些珊瑚群來恢復珊瑚,”Correa說道。