실험실에서 진화한 조류는 산호초를 보호할 수 있습니다. (산호 표백 현상)

실험실에서 진화한 조류는 산호초를 보호할 수 있습니다. (산호 표백 현상)

작은 유기체는 산호가 열을 더 잘 견딜 수 있도록 도와줍니다. 5년 만에 세 번째로, 수중 폭염으로 호주 그레이트 배리어 리프의 광대한 산호가 유령처럼 하얗게 변했습니다. 이는 종종 산호 죽음의 서곡이 되는 필사적인 생존 전략입니다. 이제 그곳의 과학자들은 따뜻한 세상에서 산호가 생존할 수 있도록 돕기 위해 작은 발걸음을 내디뎠습니다. 처음으로 연구원들은 산호 표백을 줄일 수 있는 실험실에서 조류를 키웠습니다. 그 결과는 과학자들이 더 뜨거운 물을 견딜 수 있도록 산호 유전학을 바꾸려고 노력하고 있는 보조 진화라는 성장하는 분야에서 주목할 만한 발전입니다. 이 연구에 참여하지 않은 스탠퍼드 대학의 진화생물학자인 스티브 팔 룸비는 획기적인 연구라고 말합니다. 그러나 그는 이 접근 방식이 야생에서 사용될 수 있는 것과는 거리가 멀다고 경고했습니다. 산호와 조류는 깊이 얽혀 있습니다. 작은 식물과 같은 유기체는 일반적으로 산호라고 불리는 환상적인 모양의 골격을 만들기 위해 군집을 형성하는 작은 말미잘 같은 단일 동물인 산호 폴립의 세포 내부에 살고 있습니다. 주잔텔이라고 하는 조류는 산호 폐기물을 사용하여 음식의 광합성을 돕고 산호 숙주에 영양을 공급합니다. 그러나 이 관계는 폭염 동안 시들어 버립니다. 산호 폴립은 몸에서 조류를 배출합니다. 과학자들은 이 현상이 과열된 조류에 의해 방출되는 조직 손상 분자의 홍수에 대한 반응이라고 생각합니다. 조류가 없으면 산호가 하얗게 변하고, 표백이 심하면 굶어 죽을 수도 있습니다. 산호 유전학자 매들린 반 오펜은 해조류가 표백 반응을 감소시키는 변종으로 진화할 수 있기를 희망했습니다. 이를 위해 멜버른 대학의 보조 진화의 선두주자인 반 오펜의 연구팀은 흔한 산호초 조류인 클라도 코피 움 고레아로 눈을 돌렸습니다. 연구팀은 유전적으로 동일한지 확인하기 위해 조류 복제품 하나를 복제한 것으로 시작하여 그레이트 배리어 리프의 폭염에 필적하는 섭씨 31도의 물에서 4년에 걸쳐 100세대 이상을 키웠습니다. 그런 다음 호주 정부의 연방 과학산업 연구기구의 박사 후 연구원인 패트릭 버거는 10가지 종류의 뜨거운 물 조류를 산호 유충이 들어 있는 별도의 유리병에 분사했습니다. 핀헤드 크기의 동물들은 조류를 세포로 흡수했습니다. 그는 더 일반적인 섭씨 27도 물에서 키운 조류에도 동일한 작업을 수행했습니다. 그런 다음 팀은 결합된 유충과 조류를 섭씨 31도의 물에 일주일 동안 담갔습니다. 결과는 혼합되었습니다. 뜨거운 물로 스스로 대처하는 일부 열 적응 조류는 산호 유충과 짝을 이루었을 때 잘 지내지 못했습니다. 조류 세포의 밀도가 떨어지기 시작하고 일부 유충이 사망했습니다. 이는 표백의 징후였습니다. 그러나 세 가지 조류 변종에서 세포 밀도가 26퍼센트 증가했다고 연구원들은 사이언스 어드밴스 지에 보고했습니다. 반 오펜은 "조류 중 일부는 산호 열 표백을 감소시킬 수 있습니다. 그래서 매우 흥미롭습니다."라고 말했습니다. 일부 조류가 두드러진 이유에 대한 유전적 단서가 있습니다. 표백제 내성 조류 중 한 품종에서는 탄소를 당으로 전환하는 것과 관련된 유전자는 뜨거운 물에 노출된 후에 더 활성화되었지만, 광합성과 관련된 유전자는 감소했습니다. 광합성의 감소가 폭염 동안 급증할 수 있는 활성 산소 종이라는 독성 부산물로부터 산호를 보호하는 동시에 탄소 활동이 산호를 먹이로 유지하는 데 도움이 되었을 가능성이 있습니다. 이 발견이 유망하지만, 과학자들은 그러한 조류가 야생 산호를 돕는 데 사용되기 전에 많은 질문에 답해야 합니다. 이 조류가 성체 산호 폴립과 어떻게 상호작용할 것인지는 알려지지 않았습니다. 또한, 그들이 암초에서 야생 조류와 어떻게 경쟁할 지도 알려지지 않았습니다. 또 다른 질문은 열 적응이 조류 유전체에 대한 장기간의 변화에서 오는 것인지, 아니면 야생에서 여러 세대에 걸쳐 사라질 수 있는 일시적인 변화에서 오는 것인지의 여부입니다. 소금에 대한 내성과 생물연료를 위해 조류를 번식시켜 온 과학자들은 수백 세대에 걸쳐 변화가 영구적이지 않을 것으로 생각합니다. 저는 우리가 여기서 더 나은 유전자에 대해 이야기하고 있다고 생각하지 않습니다.