Korallen
reagieren sehr empfindlich auf den Klimawandel. Die Polypen, die die berühmten Riffe wieder aufbauen, sind hinsichtlich des Einflusses externer Faktoren nicht sehr flexibel. Wenn also die Bedingungen ungünstig sind, können die Polypen zu sterben beginnen (und sterben). Ihre Lebensaktivität wird durch einen Temperaturanstieg, eine Veränderung des Säuregehalts, eine Infektion und sogar durch Plastik beeinträchtigt.
Die allmähliche Änderung der Umweltbedingungen erschwert die Bildung von Korallenriffen. Wissenschaftler versuchen nun, Korallen zu helfen, indem sie sie widerstandsfähiger machen. Dies kann nur erreicht werden, wenn Sie beginnen, die DNA von Polypen zu modifizieren.
Im Gegensatz zu der allgemein anerkannten Meinung wissen Wissenschaftler übrigens nicht viel über das Leben von Korallen - es wird relativ wenig geforscht. Dies gilt insbesondere für große Korallenökosysteme, da nur wenige Wissenschaftler die gesamte Koralle als lebenden Organismus betrachten. Und dies ist ein ziemlich ernstes Problem auf dem Weg zum Überleben für Korallen.
In jüngerer Zeit haben Wissenschaftler erfahren, dass der Korallentod häufig durch den Einfluss erhöhter Temperaturen auf die Wechselwirkung von Korallen- und photosynthetischen Algen verursacht wird, die Polypenkolonien mit Nahrung versorgen. Die Symbiose ist gebrochen, weil sich Algen nicht normal entwickeln können. Folglich erhalten Kolonien von Polypen (Korallen) nicht genügend Nahrung und sterben ab. Eine Möglichkeit, das Problem zu lösen, besteht darin, hochtemperaturbeständige Algen zu erzeugen. Das Problem ist jedoch, dass die Details der Symbiose den Wissenschaftlern nicht gut bekannt sind.
Die Riffbildung ist ein komplexer Prozess, den Wissenschaftler weiter untersuchen. Die Studie wird durch die Tatsache erschwert, dass es viele Arten lebender Organismen und die Prinzipien der Bildung von Systemen dieses Typs gibt und die Riffwachstumsrate sehr niedrig ist. Verschiedene Korallen in derselben Tiefe fühlen sich unterschiedlich an. Wissenschaftler können grob verstehen, welche Gene für welche Polypenanpassungsmechanismen verantwortlich sind, aber niemand hat ein vollständiges Bild.
Dies ist nicht überraschend, da Wissenschaftler nicht nur Gene bearbeiten müssen, sondern auch verfolgen müssen, wie sich Polypen und ihre Kolonien nach DNA-Veränderungen verhalten. Das Warten kann sich um viele Jahre verzögern, da sich Polypenkolonien extrem langsam ausdehnen und es unmöglich ist, den Prozess zu beschleunigen.
Jetzt suchen Wissenschaftler nach Wegen, um zeitliche Einschränkungen zu umgehen. Bei der Modifikation selbst funktionieren Methoden wie CRISPR / Cas9 am besten. Sie sind in vielen Fällen sehr effektiv, daher sollte bei der Arbeit mit Korallen auch das Ergebnis angezeigt werden. Ein kleines internationales Team beschloss, seine Zeit der Untersuchung der Auswirkungen der Bearbeitung von Korallen-DNA zu widmen.
Sie stehen vor gewissen Schwierigkeiten, da sich Korallen auf sehr ungewöhnliche Weise vermehren. Polypen werfen einfach Kaviar und Samen in die Wassersäule und „hoffen“, dass sich all dies findet und neue Polypen aus den befruchteten Eiern erscheinen. Die Spezialisten der oben diskutierten Gruppe hoffen, dass es Polypen gibt, die sich im Labor gut vermehren können. In diesem Fall können Sie die DNA des Polypenembryos modifizieren, wodurch Sie das Erscheinungsbild der Kolonie ändern und so die Resistenz gegen externe Faktoren erhöhen können.
Übrigens haben Polypen wie beim Menschen zwei Chromosomensätze - einen von jedem Elternteil. Wenn Sie die DNA ändern, müssen Sie sich entweder auf männliche oder weibliche genetische Materialien beschränken. Das Problem ist, dass die DNA-Modifikation normalerweise erfolgt, nachdem sich die Zellen zu teilen beginnen. Dies führt zu einer Mischung aus modifizierten und gewöhnlichen Zellen im Körper von Polypen, was die Untersuchung der Eigenschaften veränderter Organismen erschwert. Die lebenswichtige Aktivität solcher Polypen kann sich von Organismen unterscheiden, die von Wissenschaftlern nicht berührt wurden, aber ihre Untersuchung ist schwierig, da sie eine komplexe Mischung verschiedener Arten von DNA darstellen. All dies führt zu dem Risiko des Auftretens von Hybridsystemen, deren Ergebnisse in irgendeiner Weise schwer zu interpretieren sind.
Um erfolgreich zu sein, müssen Wissenschaftler verstehen, welche DNA-Abschnitte in Polypen für welche Merkmale des Lebens verantwortlich sind. Dies tun die Spezialisten, indem sie das komplexe biologische Verhalten lebender Organismen, die riesige Riffarrays bilden, genau beobachten. Vielleicht können Experten die Korallenriffe retten, obwohl dies ziemlich viel Zeit erfordert. Wann genau die Forschung enden wird, ist noch nicht klar, aber es ist klar, dass der Schutz von Korallen einfach notwendig ist, wenn wir die marinen Ökosysteme in ihrer ursprünglichen Form belassen wollen. Wenn Korallen verschwinden, wird sich viel ändern. Und diese Änderungen werden nicht immer günstig sein.
DOI:
10.1073 / pnas.1722151115