Glony i koralowce: życie w przyjaźni od 212 milionów lat

: Nadrzędna kategoria: Wiadomości Naukowe; w Nauki biologiczne i rolnicze; na 04 Lis 2016

Przyjaźń glonów i koralowców jest o wiele starsza niż myślano – symbioza tych organizmów liczy co najmniej 212 mln lat i sięga triasu – pokazał zespół kierowany przez polskich uczonych – m.in. dr Katarzynę Frankowiak i prof. Jarosława Stolarskiego z Instytutu Paleobiologii PAN. Zbadanie tego nie było oczywiste – szczątki glonów, w odróżnieniu od szkieletów koralowców, nie zachowują się w stanie kopalnym.

Niektóre gatunki koralowców i jednokomórkowych glonów już dawno temu odkryły, że warto się trzymać razem. Zyskuje na tym każda ze stron. Glony – wbudowywane do komórek koralowców – są nie tylko bezpieczne, ale też otrzymują od koralowca związki azotu czy fosforu, a także dwutlenek węgla potrzebny w procesie fotosyntezy. Koralowce z kolei mogą korzystać z cukrów i tlenu wytwarzanych przez glony. Dodatkowo obecność glonów wyraźnie zwiększa szybkość tworzenia wapiennego szkieletu przez koralowce symbiotyczne, przypuszczalnie dzięki zmniejszeniu kwasowości roztworu, z którego wytrąca się wapienny szkielet.

Dopiero teraz okazało się jednak, że koralowce i glony to naprawdę starzy znajomi – ich symbioza sięga co najmniej późnego triasu – pokazali naukowcy w sprytnych badaniach opublikowanych w prestiżowym „Science Advances” (http://advances.sciencemag.org/content/2/11/e1601122). W badaniach wiodący udział mieli badacze z Instytutu Paleobiologii PAN (dr Katarzyna Frankowiak i prof. Jarosław Stolarski) a także uczeni z kilku instytucji z Polski, USA, Brazylii i Szwajcarii.

– Historia ewolucyjna koralowców sześciopromiennych jest bardzo długa – sięga paleozoiku i liczy ponad 400 mln lat – mówi w rozmowie z PAP autor korespondencyjny badań, prof. Jarosław Stolarski z Instytutu Paleobiologii PAN w Warszawie. Wyjaśnia jednak, że z tych najwcześniejszych czasów zachowało się bardzo niewiele skamieniałości koralowców. "Boom ewolucyjny tych zwierząt nastąpił dopiero w środkowym triasie – ok. 240 mln lat temu. Wtedy pojawiło się mnóstwo koralowców rafotwórczych, a ich sukces ciągnie się do dziś. Dotąd trudno było zrozumieć, co było przyczyną ich powodzenia. Nasze badania pokazują, że udział w tym sukcesie mogły mieć właśnie glony" – tłumaczy naukowiec

Prof. Stolarski opowiada, że w badaniach zespołu – w ramach badań prowadzonych przez dr Katarzynę Frankowiak z IP PAN – na warsztat wzięto znalezione w Turcji skamieniałe szczątki koralowców sprzed 212 mln lat, pochodzące z dna ówczesnego oceanu – Tetydy.

Wcale nie było jednak proste zbadanie, czy koralowce z tego okresu już żyły w symbiozie z glonami. O ile bowiem szkielety koralowców mają trwały mineralny szkielet i mają szansę przetrwać do naszych czasów w postaci skamieniałości, o tyle jednokomórkowe glony żyjące wewnątrz komórek tkanek koralowców (tzw. endosymbioza) nie zostawiają po sobie żadnych bezpośrednich śladów w materiale kopalnym. Naukowcy wpadli jednak na pomysł, jak – drogą dedukcji – przekonać się czy współpraca na linii koralowce-glony ma długą przeszłość.

Najpierw trzeba było jednak zbadać współczesne koralowce – nie do końca wiadomo było bowiem, jak fakt współpracy z glonem przekłada się na ich budowę szkieletu.

Badania prowadzone przez Polaków pokazały, że u koralowców symbiotycznych przetwarzanie materii związane jest z cyklem dobowym – fotosynteza u glona zachodzi przecież jedynie w dzień. Tymczasem koralowce, które nie żyją z glonami w symbiozie, są od pór dnia i nocy bardziej niezależne. A to wszystko ma odbicie w strukturze szkieletu. – U koralowców z triasu udało nam się odnaleźć mikroskalową cykliczność, a to znaczy, że prowadziły symbiozę – informuje prof. Stolarski.

Dodaje, że hipotezę tę udało się potwierdzić jeszcze za pomocą drugiej metody – izotopowej. Międzynarodowy zespół pokazał, że szkielety koralowców symbiotycznych i asymbiotycznych pod tym względem różnią się od siebie. Wyniki próbek z triasu wskazują, że koralowce musiały współpracować z glonami.

Jak przyznaje badacz, nie każde warunki sprzyjają symbiozie koralowiec-glon. I tak np. jeśli temperatura wody jest zbyt wysoka, następuje zerwanie współpracy i glon jest uwalniany z komórek koralowca. Objawia się to tym, że koralowiec blaknie. To wielki problem, obserwowany np. na Wielkiej Rafie Koralowej. – Badania nad ewolucyjną historią symbiozy koralowców przydać się mogą, by ustalić przyczyny zamierania współczesnych raf koralowych – komentuje prof. Stolarski.

PAN informacje