«Это неожиданный поворот в симбиозе коралловых рифов», – сказала морской биолог из Университета Райса Адриенн Корреа, чья лаборатория обнаружила, что фекалии коралловых хищников забиты живыми симбиотическими водорослями, от которых кораллы зависят для выживания. Открытие подтверждает, что фекалии коралловых рыб являются важным экологическим источником симбиотических водорослей динофлагеллят на коралловых рифах.
Корреа сказал, что хищники, питающиеся кораллами, обычно считаются кусающимися и ослабляющими структуры рифов, тем самым создавая укрытия для других организмов и, в конечном итоге, пляжного песка. Напротив, пасущиеся рыбы, которые выращивают густые водоросли, привлекают внимание за то, что помогают рифам поддерживать здоровый коралловый покров.
«Послание таково:« Отходите от травоядных, это не только вы помогаете поддерживать доминирование кораллов ». Эти коралловые рыбы, вероятно, тоже помогают, распространяя полезных коралловых симбионтов », – сказала она.
Докторант Райс Карстен Групстра, ведущий автор исследования в «Микробиоме животных», сказал: «Это говорит нам о том, что мы на самом деле не знаем всех взаимодействий, которые происходят на коралловых рифах, и некоторые виды могут иметь важное значение для сохранения коралловых рифов. что мы не вообразили."
В обмен на защищенную жизнь динофлагелляты питают своих хозяев, делясь пищей, которую они фотосинтезируют. В каждом коралле живут миллионы симбионтов, но некоторые кораллы не рождаются с динофлагеллятами.
Они приобретают их в младенчестве.
«Когда многие молодые кораллы поселяются на дне рифа, им приходится получать своих симбионтов из окружающей среды», – сказал Корреа. «Мы видели симбионтов в воде и отложениях, а также на больших кустистых водорослях на рифах, но мы еще не изучили, как эти микроорганизмы попадают во все эти места."
Размышляя о способах распространения симбионтов на рифах, Групстра, Корреа, аспирантка Лорен Хоу-Керр и студентка Кристен Рэббитт вдохновлялись исследованиями насекомых-опылителей и птиц, которые передают полезные бактерии между цветущими растениями.
Подобно пчелам-опылителям, которые посещают множество цветов за один полет, рыбы, питающиеся кораллами, постоянно пересекают рифы и взаимодействуют со множеством кораллов каждый день.
«Большинство из них откусывают маленькие кусочки взрослых кораллов и не убивают колонии, которые они поедают», – пояснил Групстра.
Во время экспедиции на станцию долгосрочных экологических исследований кораллового рифа Мо’ореа во Французской Полинезии Grupstra, Howe-Kerr, Rabbitt и Correa следили за рыбами, которые ели разное количество кораллов и водорослей. Используя подводные планшеты, они отметили, что ели рыбы, где и как часто они испражнялись.
Grupstra также собрала образцы фекалий хищников и травоядных животных для исследования в лаборатории.
«Я оставил несколько образцов на подоконнике на пару недель в Моореа», – сказал он. "Позже, когда я начал смотреть на них (под микроскопом), я нашел тонны симбионтов.
Многие из них плавали, а некоторые делились."
По словам Корреа, огромное количество живых симбионтов было неожиданным и потенциально важным для более широкой картины экологии рифов. Хотя ранее сообщалось о наличии симбионтов в фекалиях ограниченного числа коралловых хищников, было неясно, сколько из них были живы и потенциально полезны для кораллов.
Ее группа обнаружила высокие концентрации живых симбионтов в фекалиях разнообразной группы хищников кораллов. Например, команда Райса подсчитала, что два вида на исследовательской станции Мо’ореа, Chaetodon ornatissimus и Chaetodon reticulatus, распространяют около 100 миллионов живых симбионтов в день на площади рифа размером примерно с шесть парковочных мест.
«Это расширяет наши представления о роли коралловых рыб на рифах», – сказал Корреа. "Они не просто разрушают рифовые структуры.
Они также рассеивают симбионтов, в которых нуждаются кораллы и другие организмы."
Знание о том, что фекалии хищников создают «горячие точки» живых симбиотических динофлагеллят на рифах, поднимает вопросы о том, используют ли их кораллы и как.
Команда Корреа запланировала серию экспериментов как на молодых, так и на подвергшихся стрессу взрослых кораллах, чтобы определить, насколько легко они поглощают полезных симбионтов из фекалий.
Она сказала, что остается много вопросов о том, как и как часто кораллы поглощают симбионтов из окружающей среды.
Например, морские биологи согласны с тем, что многие детеныши кораллов получают своих симбионтов из окружающей среды, но неясно, как часто взрослые делают это и в каких условиях. Лучшее понимание поглощения симбионтов может привести к новым методам, которые помогут рифам восстановиться после вызванного стрессом "обесцвечивания"."
Обесцвечивание происходит, когда кораллы, подвергшиеся стрессу, массово изгоняют своих симбионтов, часто оставляя кораллы бесцветными, как следует из названия. Обесцвечивание становится все более частым явлением из-за изменения климата.
В то время как некоторые кораллы никогда не восстанавливаются после обесцвечивания, другие восстанавливаются, что поднимает вопрос о том, как обесцвеченные кораллы повторно заселяют свои сообщества симбионтов. Grupstra и Correa проводят исследования, чтобы выяснить, может ли контакт с фекалиями коралловых хищников улучшить скорость восстановления после обесцвечивания и улучшить здоровье кораллов в долгосрочной перспективе.