Ритмы коралловых рифов

Морские биологи показали, как коралловые рифы формируют окружающую морскую флору и фауну.

Коралловые рифы занимают десятую часть поверхности океана и на них обитает до трети многоклеточных видов. Для многих видов рифы служат ценным убежищем от хищников и океанских течений, а для других - источником пищи. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, предполагает еще одну роль рифов в формировании суточного ритма микроорганизмов, живущих поблизости.

Тропические коралловые рифы являются не только местом обитания крупных морских видов; они также являются домом для огромного разнообразия видов, которые живут с кораллами во взаимоподдерживающих отношениях. К ним относится крошечный планктон из семейства Symbiodiniaceae, который обменивается питательными веществами с близлежащими кораллами. Морской биолог Хердис Стейнсдоттир из Межвузовского института морских наук в Эйлате (Израиль) решил изучить, как меняется взаимодействие рифов с этими микробными сообществами в ответ на изменения в основном источнике энергии рифов - свете.

Ученые обнаружили, что в течение дня микробные сообщества, живущие на кораллах, увеличиваются и сокращаются, что часто приводит к более разнообразным изменениям, чем те, которые наблюдаются между двумя разными участками отбора проб на рифе. Авторы исследования заявили, что их результаты показывают, что выбор времени является важным фактором в понимании экологии рифов, который может быть упущен при изучении отдельных образцов.

Исследовательская группа провела серию погружений к мелководным коралловым рифам в природном заповеднике на Красном море. Были проведены 24-часовые исследования, в ходе которых ученые брали пробы воды каждые шесть часов, чтобы наблюдать, как смена дня и ночи меняет их биологию. Ученые также проводили сезонные погружения для отбора проб воды зимой и летом. Исследователи сравнили свои находки на рифе с результатами, полученными в близлежащем открытом океане.Используя эти образцы воды, они провели углубленный геномный анализ рибосомной РНК и использовали проточную цитометрию для подсчета количества клеток в образцах в разные моменты времени.

Анализ показал, что, хотя рифы являются богатым убежищем для многоклеточной жизни, в рифовых водах содержится на 75% меньше бактерий и микроводорослей, чем в открытом океане. Несмотря на это, некоторые виды были более распространены на рифах, в том числе представители семейства Alteromonadaceae. Эти бактерии процветали в богатых питательными веществами условиях, которые обеспечивали кораллы. По сравнению с общей меньшей численностью бактерий, в коралловых рифах, особенно ночью, были широко представлены более сложные протисты, которые охотятся и поедают бактерии. В пробах, взятых на закате, численность протистов на рифе увеличилась на целых 80% по сравнению с пробами, взятыми в открытой воде. Это позволяет предположить, что обитающие на рифах хищники помогают контролировать численность бактерий.

Ученые также наблюдали за ежедневными сменами представителей семейства Symbiodiniaceae, которые жили рядом со своими симбиотическими кораллами. Независимо от времени года, численность этого крошечного планктона достигала своего пика в полдень. Исследователи полагают, что это говорит о том, что кораллы ритмично принимают и изгоняют эти популяции планктона в течение 24 часов, хотя до сих пор неясно, как именно они контролируют своих симбионтов. “Эти суточные микробные ритмы были такими же явными, а иногда и сильнее, чем сезонные различия”, - сказал Стейнсдоттир. “Это показывает, что время суток является критическим фактором при изучении микробных сообществ, ассоциированных с рифами”.