Някога Чарлз Дарвин е открил, че коралите могат да образуват огромни структури, до голяма степен направени от варовик, които обграждат тропическите острови. Но не е разбрал, как успяват да направят това.
Сега учените от Университета Рутгерс откриват, че кораловите структури се състоят от биоминерал, съдържащ високо организирана органична смес от протеини, която прилича на нашите кости. Това откритие означава според учените, че коралите ще издържат на изменението на климата, причинено от човешки дейности.
Тяхното проучване, публикувано в Journal of the Royal Society Interface, показва за първи път как няколко протеина са организирани пространствено - процес, който е от решаващо значение за формирането на твърд скелет на корала.
„Нашето изследване разкри сложна мрежа от скелетни протеини, които си взаимодействат пространствено, което вероятно се отнася за всички каменисти корали“, разказва Манджула Мумадисети (Manjula Mummadisetti), която ръководи изследването, докато е била докторант в лабораторията по екологична биофизика и молекулярна екология в Рутгерс, ръководена от водещия автор Пол Фалковски (Paul G. Falkowski). Сега тя е старши учен в AVMBioMed в Постстаун, Пенсилвания. "Важно е да се разберат механизмите на биоминерализацията на коралите и как тези безценни животни продължават да съществуват през ерата на антропогенните климатични промени".
"Нашите открития показват, че коралите ще издържат на изменението на климата, причинено от човешки дейности, въз основа на прецизността, здравината и устойчивостта на техния впечатляващ процес за формиране на твърди скелетни скелети", коментира Фалковски, професор в Университета Рутгерс-Ню Брансуик.
Кораловите рифове защитават бреговите ивици, застрашени от ерозия и бури, и осигуряват местообитания на рибите и места за хвърляне на хайвера. Всъщност кораловите рифове осигуряват храна за около половин милиард души, които също зависят от тях, за да си изкарват прехраната. Затоплянето на океанските води от климатичните промени обаче излага коралите на риск от смъртоносно избелване и болести. По-киселите океански води, повишаването на морското равнище, прекомерният риболов, корабите, които увреждат рифовете, инвазивните видове, морските отломки и тропическите циклони представляват допълнителни заплахи, според Националната администрация за океаните и атмосферата.
Учените от Университета Рутгерс са изследвали пространствените взаимодействия на протеините, вградени в скелета на Stylophora pistillata, обикновен каменист корал в Индийския и Тихия океан. Каменистите корали са еволюирали в продължение на повече от 400 милиона години, образувайки огромни рифове в плитки субтропични и тропически морета. Наричани са „дъждовните гори на морето“.
Прогнозирането на оцеляването на коралите въз основа на това как те се адаптират към глобалните климатични промени в продължение на милиони години изисква разбиране, наред с други неща, как те изграждат рифове, като отделят калциев карбонат. Този процес се нарича биоминерализация.
Работен модел на биоминерализацията. 1. Скелетни vWF домейн-съдържащи протеини колаген, USOMP13 и ламинини формират структурна рамка. 2. Богати на глутаминова киселина протеини CARP2 и CARP6 се свързват с колаген в присъствието на STPCA2-2 (карбоанхидраза). 3. Иницииране на образуването на ACC фаза, свързване на други адхезионни и калциево-свързващи протеини заедно с богати на аспарагинова киселина протеини CARP4 и CARP5. 4. Образуване на игловидни кристали арагонит. Кредит: Manjula P. Mummadisetti et al, The spatial network of skeletal proteins in a stony coral, Journal of The Royal Society Interface (2021). DOI: 10.1098/rsif.2020.0859
Учените показват, че няколко протеина работят съгласувано, създавайки оптимални условия за биоминерализация. Тези протеини не са разположени произволно, а са добре организирани пространствено, което учените подробно описват за първи път. Учените разкриха пространствените закономерности, докато се образува нов минерал между живата тъкан на животното и неговата основа или по-стар скелет.
Справка: Manjula P. Mummadisetti et al, The spatial network of skeletal proteins in a stony coral, Journal of The Royal Society Interface (2021). DOI: 10.1098/rsif.2020.0859
Източник:
Scientists' findings suggest corals will withstand climate change, Todd Bates, Rutgers University
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари