جلبک های حاصل از گرما سرنخ هایی برای کمک به مرجان ها برای مقاومت در برابر گرم شدن دریاها ارائه می دهند

توسط سازمان علوم و فناوری هسته ای استرالیا (ANSTO)

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

یک تیم تحقیقاتی به رهبری مؤسسه علوم دریایی استرالیا (AIMS) دریافته‌اند که جلبک‌های تکامل‌یافته با گرما در مقایسه با همتایان غیر تکامل‌یافته خود (نوع وحشی) پروفایل‌های زیست مولکولی پایدارتری را در دمای بالا حفظ می‌کنند و بینش جدیدی در مورد چگونگی مقاومت در برابر استرس گرمایی ارائه می‌دهند.

این یافته‌ها که در New Phytologist منتشر شده است، می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا رویکردهای جدیدی برای بهبود انعطاف‌پذیری مرجان‌ها در آب و هوای گرم‌تر ایجاد کنند.

صخره‌های مرجانی، مانند دیواره بزرگ مرجانی، به جلبک‌های میکروسکوپی که در داخل بافت‌هایشان زندگی می‌کنند، وابسته هستند. این جلبک ها می توانند با تراکم حدود 1 میلیون سلول در هر سانتی متر مربع از بافت مرجانی ایجاد شوند و بخش زیادی از انرژی مورد نیاز مرجان ها برای زنده ماندن را تامین کنند. با این حال، افزایش دمای اقیانوس ها می تواند این رابطه را مختل کند و منجر به سفید شدن مرجان ها شود.

تحقیقات قبلی نشان داده است که جلبک هایی که به طور تجربی برای تحمل دمای بالاتر تکامل یافته اند می توانند بقای مرجان ها را در طول استرس گرمایی بهبود بخشند. با این حال، مکانیسم‌های زیست مولکولی زیربنای افزایش تحمل حرارتی جلبک‌ها به خوبی شناخته نشده است.

برای رفع این شکاف، دکتر Bede Johnston، دانشمند AIMS، آزمایش‌هایی را در شبیه‌ساز دریایی ملی (SeaSim) در AIMS قبل از استفاده از خط پرتو میکروسپکتروسکوپی فروسرخ در Synchrotron استرالیا برای تولید «اثرانگشت‌های» بیومولکولی از سلول‌های جلبکی منفرد با حرارت تکامل یافته و نوع وحشی انجام داد.

او این تحقیق را به عنوان بخشی از دوره دکتری خود به پایان رساند. در دانشگاه ملبورن و از طریق برنامه بازسازی و انطباق صخره (RRAP).

دکتر آنالیز کلاین، دانشمند استرالیایی پرتوهای سینکروترون، یکی از نویسندگان این مطالعه، در اندازه گیری پروتئین ها، لیپیدها، کربوهیدرات ها و سایر مولکول های موجود در جلبک ها همکاری کرد. این تیم دو سویه همزیست را در سه محیط مختلف بررسی کردند: زندگی در مرجان ها، رشد مستقل در فرهنگ و پس از اخراج از میزبان خود.

جانستون می‌گوید: «ما می‌خواستیم بفهمیم جلبک‌های حاصل از گرما چگونه به استرس گرمایی در محیط‌های مختلف واکنش نشان می‌دهند، و اینکه آیا زندگی در داخل یا خارج از میزبان‌های مرجانی آنها بر این پاسخ‌ها تأثیر می‌گذارد.

محققان دریافتند که جلبک‌های نوع وحشی در دمای بالا تغییراتی را در ترکیب بیومولکولی خود نشان می‌دهند، در حالی که جلبک‌های تکامل‌یافته با حرارت معمولا پروفایل‌های پایدارتری را حفظ می‌کنند.

جانستون توضیح داد: "ما افزایش کربوهیدرات‌ها و تغییرات مولکول‌های مرتبط با پروتئین را در جلبک‌های نوع وحشی مشاهده کردیم که با پاسخ استرس سلولی سازگار بود. در مقابل، همزیست‌های تکامل‌یافته گرما پاسخ استرس بسیار ضعیف‌تری به دماهای بالا نشان دادند."

پاسخ‌ها همچنین بسته به محیطی که سلول جلبک در آن قرار داشت متفاوت بود و نشان می‌داد که چگونه میزبان مرجانی و شرایط اطراف آن می‌توانند بر نحوه واکنش همزیست‌ها به استرس گرمایی تأثیر بگذارند.

این یافته‌ها درک بهتری از نحوه تحمل همزیست‌های فرگشت گرما در دمای بالا ارائه می‌دهند و بینش‌های ارزشمندی را برای تلاش‌های مداوم برای بهبود انعطاف‌پذیری مرجان‌ها در برابر گرم شدن اقیانوس ارائه می‌دهند.

جانستون گفت: "در نهایت، ما علاقه مند به معرفی این جلبک های تکامل یافته با گرما به محیط های صخره ها هستیم، جایی که می توانند توسط مرجان ها جذب شوند و به طور بالقوه انعطاف پذیری آنها را در برابر افزایش دمای اقیانوس ها بهبود بخشند. درک اینکه چه چیزی باعث می شود این جلبک ها در برابر گرما مقاوم تر شوند گام مهمی به سوی این هدف است."

Bede G. Johnston و همکاران، فتوسهمبیون‌های مرجانی تکامل‌یافته با حرارت، پاسخ‌های استرس ضعیفی را در زمینه‌های فیزیولوژیکی متمایز نشان می‌دهند، نیو فیتولوژیست (2026). DOI: 10.1111/nph.71177

ارائه شده توسط سازمان علوم و فناوری هسته ای استرالیا (ANSTO)

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →