Оранжево-красная флуоресценция помогает глубоководным кораллам поддерживать фотосинтез симбиотических водорослей.


Известно, что коралловые полипы, обитающие на мелководье, светятся зелёным, используя флуоресцентные белки для защиты от солнечных лучей. Но в 2015 году учёные из Саутгемптонского университета во главе с Йоргом Виденманном (Jörg Wiedenmann) обнаружили светящиеся кораллы и на глубине в 165 метров, где солнечного света крайне мало. Странно было бы предположить, что и здесь им потребовалась от него защита.

Работая в сотрудничестве с израильскими коллегами, Виденманн и его команда выяснили, что глубоководные кораллы используют флуоресценцию для совершенно иных целей. Дело в том, что эти полипы живут в симбиозе с одноклеточными водорослями. От этого взаимовыгодного сотрудничества первые получают продукты фотосинтеза, которые обеспечивают их энергетические потребности на 90%, а вторые – укрытие, углекислый газ и питательные вещества.

Избыточный солнечный свет вреден не только для человека, но и для кораллов. Некоторые мелководные полипы блокируют его именно для того, чтобы защитить своих симбионтов. Но этот факт вовсе не даёт объяснения, зачем флуоресцируют глубоководные кораллы.

Исследование показало, что под толщей воды полипы вырабатывают особый тип белка, который поглощает скудный синий свет и излучает оранжево-красный. Известно, что синий больше полезен для фотосинтеза, но красный глубже проникает в ткани, где обитают микроводоросли и итоговая эффективность для обоих организмов оказывается максимальной.

Для более детального анализа учёные смоделировали условия глубоководного рифа в экспериментальном аквариуме. Они выяснили, что в долгосрочной перспективе светящиеся красным кораллы имели больше шансов на выживание, чем их собратья, которые не вырабатывают флуоресцентных белков вовсе.

Другими словами, глубоководные кораллы и их мелководные родственники флуоресцируют по разным причинам. Станет ли эта стратегия ключом к сохранению определённых видов в ухудшающихся экологических условиях, покажет время. Но это будут уже совсем другие рифы.

В пресс-релизе исследования авторы работы отмечают, что флуоресцентные белки интересны не только как источник завораживающего свечения коралловых рифов и других организмов, но и с точки зрения медицины, где они позволили совершить массу открытий. Современные методы позволяют подсвечивать разнообразные структуры внутри организма, в частности, при исследовании рака и ВИЧ. Наиболее часто в таких работах используются зелёные флуоресцентные белки, но учёные ведут интенсивные поиски источников дальнего красного света для более глубокого проникновения в ткани. Как знать, может быть именно кораллы наведут их на нужный белок.

Результаты нового исследования были опубликованы в издании Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

О том, что коралловым рифам, угрожает экологическая катастрофа, можно услышать почти также часто, как о проблеме глобального потепления. Да, учёные изо всех сил призывают попробовать сохранить эти уникальные природные образования. И даже то, что некоторые кораллы смогли адаптироваться к жизни на большой глубине не должно приуменьшать уровень угрозы для них в глазах общественности.

Напомним, что недавно зоологи впервые обнаружили светящихся лягушек и описали разнообразие флуоресценции у морских рыб.