Ученые Вашингтонского университета изучают растущую область генетики кораллов, чтобы лучше предсказать и, возможно, даже подготовиться к будущим угрозам кораллов. В их новом исследовании используются современные инструменты генетического секвенирования, чтобы выявить родство трех похожих кораллов. «Похоже, что этот коралл относится к трем разным видам, но все еще ведутся споры о том, действительно ли это три отдельных вида или это один из тех, которые действительно изменчивы по своему внешнему виду», — сказал первый автор Джеймс Даймонд, докторант UW по водным наукам и рыболовству.Определение вида имеет значение для сохранения, потому что вы не можете отслеживать и защищать вид, если не знаете, что он существует.
«В прошлом мы полагались на физические характеристики, такие как скелет коралла, чтобы определить, что представляет собой вид кораллов», — сказал Даймонд. «Но проблема в том, что кораллы могут различать свою скелетную архитектуру. Поэтому разделение между двумя разными видами или только одним видом, который меняется в зависимости от условий окружающей среды, может быть действительно сложной задачей». Первоначально биологи предполагали, что широко распространенные атлантические кораллы были трех видов. Затем генетическое исследование 2014 года показало, что они были одинаковыми.
Новое исследование, которое будет опубликовано в следующем выпуске «Молекулярной экологии», обнаруживает новые генетические доказательства того, что на самом деле они могут быть тремя видами. Это также дает представление об эпигенетике, более загадочной форме генетического выражения.
«На сегодняшний день это наиболее глубокий анализ эпигенетики кораллов», — сказал соавтор Стивен Робертс, доцент кафедры водных и рыбных наук из Университета штата Вашингтон. «Это также может побудить к тщательной переоценке генеалогических деревьев этих кораллов».В ходе исследования изучались пориты-пориты, один из наиболее распространенных типов кораллов. Он не входит в число примерно двух десятков видов кораллов, находящихся под угрозой исчезновения. Если бы он был включен в список в будущем, биологам нужно было бы знать, что представляет собой вид.
В исследовании использовались новые инструменты для изучения более 1000 однобуквенных изменений генетического кода, маркера генетического разнообразия. Предыдущее генетическое исследование рассматривало всего 10 или 11 из этих маркеров и обнаружило, что они одинаковы для всех трех форм кораллов.«Похоже, это вопрос более глубокого изучения генома, что мы смогли сделать только последние пару лет», — сказал Даймонд. «Технология молекулярной биологии меняется так быстро, и это всего лишь пример этого».Чтобы сделать окончательный вывод о том, что эти три формы на самом деле являются разными видами, будет означать использование одного и того же метода секвенирования на большем количестве образцов из всего ареала этих кораллов, который включает Мексиканский залив, Карибский бассейн, западную часть Атлантического океана и у побережья Западная Африка.
Авторы также рассмотрели эпигенетику, то есть любой процесс, влияющий на то, как генетический код проявляется в реальной жизни. Исследования Даймонда сосредоточены на эпигенетическом процессе метилирования ДНК, в котором молекула метила на основе углерода может связываться с цепью ДНК и, таким образом, влиять на то, как она преобразуется в белок, действующий в организме.Эпигенетический анализ исследования не показал какой-либо согласованной закономерности среди коралловых ветвей разного размера, поэтому он был неубедительным. Но авторы считают, что это шаг вперед в понимании этого процесса у кораллов.
«Это просто дает представление об эпигенетических вариациях внутри этой группы», — сказал Даймонд. Ученые интересуются генетикой и эпигенетикой кораллов, потому что это может помочь им предсказать, как кораллы будут адаптироваться к продолжающимся изменениям в океанской среде.
Генетика и эпигенетика кораллов также могут помочь в процессе селективного размножения — актуальной темы, которая может помочь кораллам справиться с потенциально быстрыми изменениями в океанской среде.«Селективное разведение включает в себя поиск особей, которые более устойчивы к высоким температурам, и, в некоторых случаях, обнаружение определенных генов, которые придают устойчивость к более высоким температурам», — сказал Даймонд. «Как только вы идентифицировали эти гены и идентифицировали людей, у которых есть эти гены, вы можете разводить их и засеивать рифы с этими организмами».
По его словам, новое исследование является частью фундаментального исследования, которое может помочь в достижении этих целей.