Вирусная угроза коралловым рифам связана с глобальным изменением климата

Коралловые рифы — удивительное явление природы, представляющее интерес как для обычных людей, так и для ученых. В последние годы с тревожными сообщениями о гибели коралловых экосистем сталкивался практически каждый, независимо от рода деятельности. Наибольшее влияние на деградационные процессы оказывают глобальное изменение климата и антропогенное воздействие.

В 2022 ученые подробно описали группу вирусов dinoRNAV, поражающих Symbiodiniaceae (семейство динофлагеллят). Эти вирусы имеют одноцепочечную (+)-РНК. Тогда же исследователи амплифицировали последовательность их основного капсидного белка (major capsid protein, mcp) и затем на ее основе составили аминокислотную цепочку. С помощью этого метода в новом исследовании ученые из США оценили вирусную нагрузку в колониях и определили возможные триггеры, ведущие к увеличению продуктивности вирусов.

Для исследования были выбраны 54 колонии голобионта Porites lobata из трех рифовых зон (окаймляющей, зарифовый и предрифовый склоны) на северном побережье острова Муреа (Французская Полинезия). Образцы тканей кораллов отбирались дважды в год с 2018 по 2020 год. В это же время делали фотографии каждой колонии. Температура воды измерялась в каждой точке каждые два часа в течение всего времени наблюдений. Из полученных образцов тканей выделили ДНК и РНК, затем с помощью ПЦР амплифицировали ген mcp dinoRNAV и секвенировали полученные ампликоны. С помощью алгоритма phyloseq посчитали разнообразие аминотипов mcp.

Самая высокая температура, как и предполагалось, была зафиксирована в окаймляющей зоне (28,5°С), а самая низкая — на предрифовом склоне (27,8°С). Март 2019 года стал самым теплым периодом для всех колоний. Визуальные признаки обесцвечивания в это время были замечены у родов Acropora и Pocillopora, но не у P. lobata. Считается, что этот вид более устойчив к обесцвечиванию. Тем не менее, 50% колоний столкнулись с частичной гибелью. Больше всего очагов гибели обнаружили на предрифовом склоне.

После секвенирования ампликонов было получено 778 аминотипов. Ген mcp dinoRNAV был найден в 50 колониях из 54, а у 40 колоний из 50 (80%) он персистировал на протяжении всего периода исследования. Также 70% аминотипов были схожи для всех трех зон, и меньше 4% аминотипов были уникальны для какой-либо одной зоны. Самое больше разнообразие аминотипов оказалось в окаймляющей зоне (n=146), меньше — на зарифовом склоне (n=123) и еще меньше — на предрифовом склоне (n=107).

Дисперсия аминотипов была самой высокой в марте 2019 во время обесцвечивания, связанного с повышением температуры, что указывает на увеличение вирусной продуктивности в это время. В это же время наиболее ярко была выражена частичная гибель колоний.

Вирусы dinoRNAV разнообразны, распространены и устойчивы в колониях P. lobata. Авторы предполагают, что к увеличению вирусной продуктивности приводит несколько факторов. Во-первых, большое разнообразие аминотипов в окаймляющей зоне может быть вызвано более постоянными условиями среды и обилием питательных веществ, так как в таком случае увеличивается число самих кораллов. Во-вторых, повышение температуры воды приводит к тепловому стрессу кораллов и динофлагеллят, что снижает их устойчивость к вирусу. Здесь авторы также предлагают альтернативный вариант: при повышении температуры возрастает вирусная продуктивность, и именно вирусы влияют на здоровье колонии. Ученые заключают, что в условиях глобального изменения климата вирусные инфекции коралловых рифов могут представлять существенную угрозу.

Подвижность сперматозоидов коралла и человека регулируется одним механизмом