Ученые Рутгерса показали, что коралловые структуры состоят из биоминерала, содержащего высокоорганизованную органическую смесь белков, напоминающую то, что находится в наших костях. Их исследование, опубликованное в Journal of the Royal Society Interface, впервые показывает, что несколько белков организованы пространственно – процесс, который имеет решающее значение для формирования твердого скелета коралла.
«Наше исследование выявило сложную сеть скелетных белков, которые пространственно взаимодействуют, что, вероятно, применимо ко всем каменным кораллам», – сказал Манджула П. Муммадисетти, которая руководила исследованием, когда она была научным сотрудником лаборатории экологической биофизики и молекулярной экологии Рутгерса под руководством старшего автора Пола Дж.
Фальковски. Сейчас она старший научный сотрудник AVMBioMed в Поттстауне, штат Пенсильвания. "Важно понимать механизмы биоминерализации кораллов и то, как эти бесценные животные выживают в эпоху антропогенного изменения климата."
«Наши результаты показывают, что кораллы будут противостоять изменению климата, вызванному деятельностью человека, благодаря точности, прочности и устойчивости их впечатляющего процесса формирования твердых скелетов», – сказал Фальковски, заслуженный профессор Школы искусств и наук и школы. наук об окружающей среде и биологии в Университете Рутгерса в Нью-Брансуике.
Коралловые рифы защищают береговую линию, находящуюся под угрозой эрозии и штормов, и служат местом обитания рыб, их рассадниками и нерестилищами.
Действительно, коралловые рифы служат пищей примерно для полумиллиарда человек, которые также зависят от них, чтобы зарабатывать себе на жизнь. Однако потепление океанических вод в результате изменения климата подвергает кораллы риску смертельного обесцвечивания и болезней. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований, более кислые воды океана, повышение уровня моря, неустойчивое рыболовство, суда, наносящие ущерб рифам, инвазивные виды, морской мусор и тропические циклоны представляют дополнительные угрозы.
Ученые Рутгерса изучили пространственные взаимодействия белков, встроенных в скелет Stylophora pistillata, обычного каменистого коралла в Индо-Тихоокеанском регионе. Каменистые кораллы развивались более 400 миллионов лет, образуя огромные рифы в неглубоких субтропических и тропических морях.
Их называли "тропическими лесами моря"."
Прогнозирование выживания кораллов на основе того, как они адаптировались к глобальному изменению климата за миллионы лет, требует понимания, среди прочего, того, как они строят рифы, выделяя карбонат кальция. Этот процесс называется биоминерализацией.
Ученые показали, что несколько белков работают вместе, создавая оптимальные условия для биоминерализации.
Эти белки расположены не случайным образом, а хорошо организованы в пространстве, что ученые впервые подробно описали. Ученые выявили пространственные закономерности образования нового минерала между живой тканью животного и его основанием или более старым скелетом.
Джина Дрейк, получившая докторскую степень в Рутгерском университете и соавтор исследования, сейчас работает в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и Хайфском университете.