Zooxanthellae Genetics

Ang terminong "zooxanthellae" ay tumutukoy sa iba't ibang uri ng algae ng genus Symbiodiniaceae, dating tinukoy bilang Symbiodinium. Ang Zooxanthellae ay isang magkakaibang genetiko na pangkat ng mga dinoflagellate, kabilang ang siyam na mga uri ng filogogeniko, na nakikilala bilang mga clade AI. Ang mga natatanging genetikong clade na ito ay may iba't ibang mga katangiang pangkapaligiran, ekolohikal, at pangheograpiya na nakakaimpluwensya sa paglaban at katatagan ng mga coral sa thermal stress. Isiniwalat ng mga pag-aaral na ang iba't ibang mga clades ng zooxanthellae ay may iba't ibang pagkamaramdamin sa thermal at light stress.

Clade D Zooxanthellae

Ang Clade D zooxanthellae ay mapagparaya sa thermally at tataas ang paglaban ng mga corals na pinangungunahan ang mga ito Mga SST. Ref Ang Clade D zooxanthellae ay matatagpuan sa magkakaibang hanay ng mga coral species. Ang Clade D zooxanthellae ay naroroon sa mas mataas na mga kasaganaan sa ilang mga reef kaysa sa iba, at madalas itong mga reef na nakalantad sa medyo mataas na antas ng thermal stress o mga lokal na stress (hal., Sedimentation sa mga reef) na may kasaysayan ng pagpapaputi ng coral. Halimbawa, ang clade D zooxanthellae ay mas sagana sa mga coroporid corals mula sa mga likurang reef lagoon sa American Samoa, na nakakaranas ng mas mataas na maximum na temperatura kaysa sa mga kapaligiran sa unahan, kung saan Acropora lalo na nagho-host ng clade C. Ref Sapagkat madalas silang natagpuan sa mas mataas na kasaganaan sa mga reef na nahantad sa mga stress sa kapaligiran, ang pagkakaroon ng clade D symbionts ay maaaring maging isang biological tagapagpahiwatig ng mga negatibong pagbabago sa kalusugan ng coral. Gayunpaman, hindi ito palaging ang kaso; minsan ang clade D symbionts ay nagpapahiwatig ng positibong acclimatization sa mga nakababahalang kondisyon. Ang impormasyon sa kasaganaan ng clade D zooxanthellae ay maaaring makatulong sa mga tagapamahala na maunawaan ang madaling kapitan ng mga tukoy na coral sa thermal stress at upang makilala ang mga pagbabago sa kalusugan ng coral reef.

Mga mekanismo ng Zooxanthellae

Ang kakayahang mag-ugnay sa maramihang zooxanthellae clades ay karaniwan sa corals.  Ref  Ang pumipili ng palitan ng zooxanthellae ay isang potensyal na mekanismo kung saan maaaring mabuhay ang mga coral sa mga stress ng klima, tulad ng pagtaas ng temperatura sa ibabaw ng dagat. Ang mga pagbabago sa nangingibabaw na mga uri ng zooxanthellae ng isang coral colony ay maaaring mangyari sa pamamagitan ng dalawang proseso:

1. Pag-shuffling - mga pagbabago sa kamag-anak na kasaganaan ng mga zooxanthellae clades na mayroon na sa coral tissue
2. Paglipat - pagkuha ng mga bagong zooxanthellae clades mula sa kapaligiran

Sa maikling salita, ang mga korales na may nababaluktot na symbioses ay maaaring mag-shuffle o lumipat sa zooxanthellae; at ang pagtaas sa kasaganaan ng mga strain ng mga mapagpahintulot na thermally zooxanthellae (tulad ng mga clade D) ay inaasahan na may pagtaas ng dalas ng mga kondisyon ng pagpapaputi. Ang potensyal na umangkop sa pagtaas ng temperatura sa ibabaw ng dagat ay depende sa lawak ng pagkakaiba-iba ng genetic para sa init na pagpapahintulot, ang oras ng pagbuo ng coral host at zooxanthellae, at ang lakas ng pagpili.

Ang kaalaman sa mga biological na katangian ng mga indibidwal na coral ay nagpapabuti ng kakayahang hulaan ang mga tugon sa stress sa isang kaganapan sa pagpapaputi. Maraming mga biological at pisikal na katangian ng mga coral ay maaaring mag-ambag sa kanilang kakayahang labanan ang pagpapaputi, kabilang ang:

• Heat-shock proteins: Maraming magkakaibang mga protina ng init-shock ang natagpuan sa coral tissues at ang kanilang aktibidad ay nakakaimpluwensya sa pagtugon ng pagpapaputi. Ang heat-shock proteins ay tumutulong na mapanatili ang istraktura ng protina at function ng cell, kasunod ng stress. Ref Halimbawa, sa isang pag-aaral, ang mataas na ilaw-acclimatized tisyu ng coral Goniastrea aspera ay may mas mataas na konsentrasyon ng protina ng shock ng init at ang mga tisyu na ito ay hindi nagpapaputok, hindi katulad ng mga lugar ng parehong kolonya na hindi na-acclimatize sa mataas na liwanag. Ref
• Mga protina ng fluorescent tissue: Ang mga korales ay kilala sa kanilang mga maliliwanag na kulay, dahil lalo na sa fluorescent proteins sa kanilang mga tisyu. Ang mga protina ng fluorescent ay nagbibigay ng isang sistema para sa pagsasaayos ng liwanag; pinoprotektahan nila ang coral mula sa malawak na spectrum solar radiation sa pamamagitan ng pag-filter sa damaging UVA rays. Ang proteksiyon na kapasidad ng mga protina ay nagbibigay ng isang panloob na mekanismo ng pagtatanggol na maaaring may mahalagang implikasyon para sa pang-matagalang kaligtasan ng mga korales na nakalantad sa thermal stress. Ang mga korales na naglalaman ng mga protina ng fluorescent ay natagpuan sa pagpapaputi ng makabuluhang mas mababa sa di-fluorescent colonies ng parehong species. Higit pa rito, isang pag-aaral kamakailan Ref kinilala ang isang karagdagang papel na ginagampanan ng fluorescent proteins bilang antioxidants, na maaaring makatulong upang maiwasan ang pagkapagod sa coral. Ang konsentrasyon ng fluorescent proteins ay magkakaiba sa mga species (halimbawa, ang mga pocilloporid at acroporid ay may mababang densidad, samantalang ang mga poritid, faviid at iba pang mga mabagal na lumalagong napakalaking korales ay may mataas na densidad).
• Baguhin ang pag-uugali sa pagpapakain bilang tugon sa thermal stress: Ang ilang mga corals ay nakasalalay sa mga particle ng pagkain na nakuha mula sa haligi ng tubig upang madagdagan ang kanilang mga kinakailangan sa enerhiya. Ang mga corals ay maaaring mas mababa nakasalalay sa enerhiya na ibinigay ng kanilang mga zooxanthellae, at sa gayon ay mas mababa ang madaling kapitan ng gutom sa panahon ng isang pagpapaputi kaganapan kapag zooxanthellae ay pinatalsik mula sa coral. Bukod pa rito, ang ilang mga korales ay maaaring baguhin ang kanilang pag-uugali sa pagpapakain bilang tugon sa pagpapaputi. Ang ebidensiya ay nagpapahiwatig na ang mga uri ng coral na maaaring magbago sa kanilang pag-uugali sa pagpapakain ay maaaring makalampas sa pagpapaputi ng mas mahusay kaysa sa mga uri ng hayop na hindi maaaring. Ref
• Tissue kapal: Ang kapal ng mga coral tissues ay maaaring mag-ambag sa antas ng pagkamaramdamin sa pagpapaputi. Ang manipis na tisyu ay matatagpuan sa coral species na mas madaling kapitan sa pagpapaputi. Ang mas makapal na tisyu ay maaaring makatulong sa lilim ng zooxanthellae mula sa matinding liwanag, pagbabawas ng init ng stress, at sa gayon ay nagpapababa ng pagkakataon ng pagpapaputi.
• Pagtatabing: Ang pagkakaroon ng pagtatabing ay malamang na taasan ang paglaban sa pagpapaputi. Kapag ang shade ay naroroon, alinman dahil sa mga kondisyon ng panahon (paulit-ulit na cloud cover) o pisikal na lokasyon ng isang coral (hal, sa ilalim ng mataas na anino ng isla o overhanging vegetation), ang pagpapaputi ay maaaring mas malamang dahil sa nabawasan na solar radiation.
• Kasaysayan ng pagkakalantad: Ang mga corals sa pangkalahatan ay nangangailangan ng makitid na saklaw ng ilang mga kundisyon upang mabuhay (hal. Temperatura, kaasinan, ilaw), ngunit ang ilang mga coral ay na-acclimatized sa lubos na nakaka-stress na mga kondisyon sa mga panlabas na limitasyon ng kanilang mga saklaw. Ang isang kasaysayan ng pagkakalantad sa mataas na temperatura ay maaaring maka-impluwensya sa thermal tolerance ng mga coral at mapahusay ang kanilang katatagan. Halimbawa, ang mga coral ay napailalim sa mas maiinit kaysa sa average na temperatura bago ang isang kaganapan sa pagpapaputi ay maaaring maging mas mapagparaya sa thermally kumpara sa mga corals na hindi pa nai-stress. Ref Ang mga malulusog na corals sa mga lugar kung saan mataas ang pagkakaiba-iba ng thermal (hal., Sa likod ng mga reef at lagoon) ay maaari ding mas lumalaban sa thermal stress. Ref Bukod pa rito, ang mga bahagi ng mga bahura na regular na nakakaranas ng mga kondisyon ng pagkapagod ng init, tulad ng mga reef flat at crests, ay maaaring mapunan ng mga coral na higit na mapagparaya at lumalaban sa mga stress.