Bardzo stara symbioza

Współczesne rafy koralowe rozwijają się dynamicznie dzięki symbiozie koralowców i glonów. Glony wbudowane do komórek koralowców otrzymują od nich m.in. zawiązki  azotu i fluoru, a także niezbędny w procesie fotosyntezy dwutlenek węgla. Z kolei koralowce mogą korzystać z cukrów i tlenu wytwarzanego przez glony. Ponadto ich obecność zwiększa tempo tworzenia się wapiennego szkieletu. Kiedy na drodze ewolucji „wpadły na pomysł” tej symbiozy? Co najmniej 212 mln lat temu – epoka triasu - na to wskazują badania zespołu polskich naukowców z Instytutu Peleobiologii PAN.

Dotarcie do wczesnych śladów symbiozy koralowców i glonów niej było proste. Koralowce, wprawdzie nieliczne, zachowały się do dziś, natomiast glony ze zrozumiałych względów nie. Naukowcy zwrócili uwagę, że gwałtowny rozwój koralowców rafotwórczych miał miejsce ok. 240 mln. lat temu i trwa nieprzerwanie do dziś. Co było tego przyczyną? Dr Katrzyna Frankowska, która badała znalezione w Turcji skamieniałe szczątki koralowców sprzed 212 mln lat, pochodzące z dna ówczesnego oceanu – Tetydy, przypuszczała, że mogła to być symbioza z glonami. Zjawisko, które obserwujemy współcześnie. Tylko jak to zbadać? Jednokomórkowe glony żyjące wewnątrz tkanek koralowców nie pozostawiają żadnych śladów w materiale kopalnym. Naukowcy zaczęli więc od badań współczesnych koralowców, by sprawdzić jaki owa współpraca glonów i koralowców ma wpływ na ich budowę. 

Badania pokazały, że u koralowców symbiotycznych przetwarzanie materii związane jest z cyklem dobowym – fotosynteza u glonów zachodzi przecież jedynie w dzień. Tymczasem koralowce, które nie żyją z glonami w symbiozie, są w tej dziedzinie od pory dnia niezależne. Wszystko to znajduje odbicie w strukturze szkieletu. U koralowców z triasu udało się odnaleźć mikroskalową cykliczność, co oznacza, że żyły w symbiozie. Udało się to potwierdzić także metodą izotopową, która pokazała, że szkielety  koralowców symbiotycznych i asymbiotycznych różnią się od siebie. Wyniki próbek z triasu wskazują, że koralowce musiały współpracować z glonami.

Nie w każdych warunkach rozwija się symbioza koralowiec-glon. Nie sprzyja temu zbyt wysoka temperatura wody, wówczas glon „opuszcza”  koralowiec. To zjawisko obserwowane jest obecnie na Wielkiej Rafie Koralowej, która blednie. To właśnie efekt zerwania symbiozy.

Badania polskich paleobotaników odnoszą się jednak nie tylko do przeszłości, dodajmy: niezwykle dalekiej, mogą także przyczynić się do zbadania przyczyn współczesnego zamierania raf koralowych. Międzynarodowa grupa badawczauczonych z  Polski, USA, Brazylii i Szwajcarii, w której wiodący był polski zespół pod kierunkiem prof. Jarosława Stolarskiego i  dr Katarzyna Frankowiak,opublikowała wyniki swoich badań  w w prestiżowym „Science Advances”.

Jk

(źródło: serwis PAN, publ. 4.11)