Тайна пульсирующей ксении раскрыта

2

Пульсирующая ксения остается научной загадкой вот уже 200 лет, с тех пор как ее впервые обнаружил Жан-Батист Ламарк (1744-1829). Почему именно этот коралл тратит так много энергии на пульсацию? Кораллы – чрезвычайно эффективные организмы и не тратят энергию, если нет убедительной выгоды – в данном случае питательных веществ.

Зачем же Heteroxenia fuscescens так суетится? Кажется, что энергия тратится впустую, не так ли? Недавнее исследование группы ученых из Еврейского университета Иерусалима и Технион-Израильского технологического института наконец-то дало несколько ответов, опубликованных в недавнем номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда обнаружила, что движение полипов помогает связывать углекислый газ с фотосинтетическим ферментом RuBisCo (оксигеназа рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза), одновременно уменьшая фотодыхание. Это привело команду к выводу, что в случае с H. fuscescens выгода перекрывает затраты. Благодаря пульсации соотношение между фотосинтезом и дыханием у этой Ксении является самым высоким из когда-либо измеренных у каменистых и непульсирующих мягких кораллов.

Мы знаем, что кораллы зависят от потока воды для доставки питательных веществ, и организмы также изменяют поток воды вокруг себя. Изучая течение вокруг колоний Xenia, команда использовала подводное измерительное устройство под названием PIV (particle imaging velocimetry). Это позволило команде провести высокоточные измерения поля течения вокруг колоний ксении в их естественной среде обитания в ночное время.

Смотрите также Экскурсия по рифовому резервуару PACKED под управлением Константиноса Михалопулоса в НОРВЕГИИ

Благодаря полученным данным команда обнаружила, что движение полипов поднимает воду вверх и удаляет ее от тканей коралла в окружающую воду. Если вы когда-либо были очарованы пульсирующим движением Ксении, вы помните, что полипы не пульсируют синхронно. Несмотря на это, общим результатом для колонии является значительно усиленный поток, который помогает снизить вероятность повторного наполнения одной и той же воды.

Вооружившись новыми данными и гипотезой о том, что пульсационные движения повышают скорость фотосинтеза кораллов, команда смогла получить разрешение от правительства на сбор нескольких колоний для экспериментов в лаборатории.

Зооксантеллам в кораллах требуется CO2 днем и кислород ночью, а также другие питательные вещества (например, фосфат и азот) в течение всего дня. Логично, что коралловые колонии захотят увеличить концентрацию этих необходимых веществ вокруг себя, имея возможность перемешивать окружающую воду.

Но опять же, зачем ксении тратить столько энергии только на перемешивание воды? Группа исследователей измерила скорость фотосинтеза пульсирующей колонии Xenia, и оказалось, что она на порядок выше, чем в состоянии покоя. Исследователи увеличили уровень кислорода в аквариуме, чтобы кораллы, пульсируя и перемешивая воду, вместо того, чтобы втягивать воду, богатую CO2, втягивали в колонию воду, богатую кислородом. Команда обнаружила, что повышение уровня кислорода привело к снижению скорости фотосинтеза – точно так же, как если бы коралл находился в состоянии покоя, что подтверждает их гипотезу.

См. также статью ReefStock Australia – большой успех в Австралии

Еще одно интересное наблюдение: пульсирующий насос Xenia постоянно делал ежедневный получасовой перерыв только во второй половине дня. Это все еще одна загадка, которую команде не удалось разгадать.

Source: reefbuilders.com