Водоросли-симбионты кораллов, погибая, тащат за собой своих хозяев
При наступлении неблагоприятных условий водоросли-симбионты коралловых полипов выделяют стрессовые вещества, которые запускают в клетках кораллов апоптоз — программируемое самоубийство. Но некоторые из кораллов ухитряются проигнорировать самоубийственные сигналы своих сожителей.
Коралл-мозговик (фото Brian Gortney).
Морские водоросли зооксантеллы живут в симбиозе с коралловыми полипами (для удобства — кораллами); коралл предоставляет водорослям дом, а те помогают ему выводить углекислый газ из организма и снабжает питательными веществами. Кроме того, водоросли служат «природными красителями» кораллов, раскрашивая их в самые невообразимые цвета.
Учёным давно известен феномен обесцвечивания кораллов. Это происходит, когда водоросли, живущие в теле животного, вдруг попадают в неблагоприятные условия: либо вдруг повышается температура воды, либо происходит отравление загрязнителями, либо по каким-то другим причинам — скажем, водоросли покидают тело коралла или просто погибают. При этом часто сам обесцвеченный умирал вслед за «квартирантами».
Часто, но не всегда: некоторые кораллы, хотя и обесцвечивались, но выживали. Исследователи из Университета Ратджерса (США) и Универстета Хайфы (Израиль) попробовали выяснить, что заставляет одни кораллы погибать вместе с симбионтами, а другие, наоборот, выживать.
Оказалось, что при стрессе водоросли выделяют сигнальные молекулы, которые поглощаются кораллом-хозяином. Эти сигнальные молекулы воспринимаются клетками животного как руководство к действию, вследствие чего запускается апоптоз — программируемая клеточная смерть, что сопровождается повышением уровня апоптотических ферментов каспаз, организующих клеточное самоубийство. Но при этом у одних кораллов уровень каспаз, синтезируемых в ответ, зашкаливает, и они погибают. А у других при первоначальном резком повышении уровень этих белков в клетке быстро снижается, и животное уклоняется от самоубийственной участи.
Исследователи изучали реакцию двух кораллов, Seriatopora hystrix и Stylophora pistillata, на повышение температуры воды на 6 ˚C. Первый выдержал это повышение и оставался живым в течение полугода (хотя и «побледнел» из-за утраты водорослей), тогда как второй погиб в течение недели. Уровень каспаз у погибшего превышал нормальный в 6 раз.
Полученные данные подтвердились, когда учёные попробовали затормозить смерть кораллов с помощью ингибитора каспаз: «чувствительные» кораллы, получив такой ингибитор, выдерживали потепление воды, несмотря на стрессовые сигналы, которые им посылали водоросли-сожители.
Статья с результатами исследований готовится к печати в журнале PNAS.
То, что не все кораллы идут на поводу у своих водорослей в таком щекотливом вопросе, как совместное самоубийство, позволяет надеяться, что хотя бы для некоторых из них глобальное потепление не окажется катастрофой.
