珊瑚和光合甲藻是自然界最偉大的共生成功故事之一,它們結合在一起創造了令人眼花繚亂的珊瑚礁,是世界上物種最集中的地方。然而他們關係的一個重要方面一直是個謎——他們是如何找到彼此的?答案可能會拯救垂死的珊瑚礁。
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雖然珊瑚通過捕捉浮游生物獲得一些能量,但它們生存所需的大部分能量是由該屬成員提供的共生藻屬,它們也提供了絢麗的色彩,使珊瑚礁給人類帶來歡樂。當受到壓力時,珊瑚會排出甲藻,但在沒有營養的情況下,它們會在太長時間後死亡。
對於導致珊瑚和甲藻分開的所有研究,很少考慮它們最初是如何聚集在一起的。漂流穿過珊瑚礁的單細胞生物如何找到將成為它們家園的珊瑚,直到熱應激將它們分開?皆川純教授日本國家基礎生物學研究所的研究人員研究了一種理論,即珊瑚的光芒照亮了回家的路。
與水母和一系列其他無脊椎動物一樣,珊瑚產生一種蛋白質,在暴露於較短波長的光後會發出綠光。生物學家憑藉出色的語言天賦,將這種蛋白命名為“綠色熒光蛋白”(GFP),並將其變成了一種用於基因研究。
皆川收集自由生活共生藻屬並將它們暴露在不同顏色的光下。在美國國家科學院院刊,他報告說共生藻屬被綠光吸引,被藍光和紫光波長排斥。當容器被藍光照射時,活珊瑚會發出綠光,死珊瑚會發出藍光,數量是原來的 10 倍共生藻屬在活珊瑚附近發現的數量多於在死珊瑚附近發現的數量。
儘管這一點令人信服,皆川進行了進一步的檢查,以確保其他因素不會扭曲結果。還發現塗有熒光染料的樹脂盤可以釋放峰值波長僅比 GFP 高 1 納米的光,從而吸引共生藻屬。同樣,這只是當染料的熒光受到短波長光刺激時的情況。
對綠色波長的吸引力使得合生甲藻尋找珊瑚礁上的珊瑚,對藍光的排斥可以防止它們被陽光(包含綠光和藍光)分散注意力,儘管作者認為它最初是出於其他原因而進化的。
該論文還表明,對於已經排出其毒素的珊瑚來說,GFP 可能是必要的。合生甲藻如果在他們死前消除他們的壓力來源,就可以招募更多人。希望這些知識可以應用於珊瑚礁修復。









