Коралите играят решаваща роля в океанските екосистеми, но изменението на климата и човешката дейност застрашават тяхното съществуване. За да се защитят коралите, е важно да се проучи техния репродуктивен жизнен цикъл. Сега изследователи, ръководени от Университета на Токио, са създали модел на хвърлянето на хайвера на корали, базиран на фактори на околната среда, използвайки данни от един често пренебрегван източник - аквариумът.

ГРУПОВО ХВЪРЛЯНЕ НА ХАЙВЕРА СЛЕД ПЪЛНОЛУНИЕ

Коралите, макар че са обърквани с водорасли, всъщност са колонии от малки анемонии, които се размножават с яйцеклетки и сперматозоиди.

Масовото хвърляне на хайвера на коралите е синхронизирано събитие, при което коралите освобождават своите яйца и сперматозоиди на пакети в продължение на няколко дни след пълнолуние.

Въпреки десетилетия изследвания, екологичните двигатели зад това синхронно хвърляне на хайвера остават неясни поради оскъдните данни за хвърлянето на хайвера от коралите.

ГРАНДИОЗНО ВЪЗПРОИЗВЕЖДАНЕ

„Масовото хвърляне на хайвера на коралите, при което коралите освобождават своите яйца и сперматозоиди в синхронизирани серии в продължение на няколко дни след пълнолуние, е едно от най-зрелищните събития на възпроизводство“, коментира водещият автор Шиничиро Маруяма (Shinichiro Maruyama), доцент по бионауки в Университета на Токио.

„Въпреки десетилетия на проучвания обаче, двигателите на естествената среда на синхронното хвърляне на хайвера остават неясни. Данните за хвърлянето на хайвера на корали са много оскъдни; обикновено това събитие се случва веднъж годишно. Въз основа на толкова оскъдни данни бе невъзможно да се изгради модел, който може да обясни всичките закономерности на хвърлянето на хайвера, но най-накрая намерихме начин, който работи."

КОРАЛИ, ХВЪРЛЯЩИ ХАЙВЕРА СИ В ЕСТЕСТВЕНАТА ИМ СРЕДА

Изучаването на хвърлянето на хайвера на коралите в тяхното естествено местообитание е теоретично възможно, но на практика е трудно поради необходимостта от стабилни сензори за околната среда и ежедневно гмуркане за наблюдения. Маруяма и екипът му обаче намират алтернатива в аквариума Окинава Чурауми.

„Аквариумът Окинава Чурауми съхранява 15-годишни записи за хвърляне на хайвер за коралите Acropora, корали, изграждащи рифове, често срещани в най-южната префектура на Япония Окинава, но тези данни не са били използвани за този вид изследвания преди“, обяснява Маруяма.

„Чрез събирането, интерпретирането и разпитването на тези данни открихме, че коралите използват множество фактори на околната среда, като валежи и скорост на вятъра, за да коригират времето за хвърляне на хайвера си и да го синхронизират, за да постигнат оптималното време за хвърляне на хайвера. Температурата на водата изглежда е основният фактор за определяне на годишния прозорец на възможностите."

Проучването има потенциални приложения като по-точни прогнози за хвърляне на хайвера на коралите и оценки на промените в околната среда, засягащи възпроизводството им.

Как се размножават коралите?

Както всички животни, коралите се размножават полово (чрез производство на сперматозоиди и яйцеклетки), а също и безполово (чрез пъпкуване като растенията)
Полово размножаване

Както всички животни, коралите се размножават по полов път. Има мъжки полипи, които произвеждат мъжки гамети (сперма), и женски полипи, които произвеждат женски гамети (яйцеклетки). Колониалните корали могат да имат както мъжки, така и женски в една и съща колония, поради което коралът се смята за хермафродит.

Оплождането, което се случва, когато мъжките и женските репродуктивни клетки се срещнат, може да бъде от два вида: външно оплождане, когато сперматозоидите се срещат с яйцеклетките в открити води, след като са били освободени от полипите. Оплождането става вътрешно, когато мъжките полипи освобождават сперматозоиди, които влизат в инкубиращия женски полип.

По време на оплождането яйцата се развиват в ларви, наречени планули, които се носят известно време в морските течения, преди да потъне на дъното. След това ларвата се развива в полип, който, прикрепвайки се към скалите, се превръща в нова колония. Половото размножаване позволява на коралите да се разпространяват в нови области, като същевременно позволява генетично смесване.
Безполово размножаване

Коралите имат способността да се размножават и безполово, тоест без освобождаване на полови клетки. Коралите се унищожават или от природни явления (бури, циклони или хищници), или от съзнателни или несъзнателни човешки действия. Ако откъснатото парче попадне в благоприятна среда, то ще продължи да расте и ще образува нова колония и по този начин ще укрепи локално покритието на морското дъно. Именно тази характеристика дава на аквариумите възможността да зареждат резервоарите си, без да вземат видове от дивата природа.

Значение

Изучаването на възпроизвеждане на коралите е от решаващо значение за поддържането на екосистемите на кораловите рифове и защитата на свързания с тях морски живот.

Размножаването на коралите е завладяващ природен феномен, при който много видове корали освобождават яйца и сперма в океана едновременно с цел размножаване. Това събитие обикновено се случва само веднъж годишно и е силно синхронизирано.
Време за хвърляне на хайвера на коралите

Времето за хвърляне на хайвера на коралите се влияе от няколко фактора, включително температура на водата, лунни цикли и продължителност на деня, което гарантира, че по-голямата част от коралите в даден регион освобождават своите репродуктивни клетки по едно и също време.

Цветният хайвер на коралите. Кредит: Carly J. Randall, Andrew Peter Negri, Kate Quigley, T Foster. Marine Ecology Progress Series 635
DOI: 10.3354/meps13206:

Цветно оплождане

По време на хвърлянето на хайвера на коралите, коралите изхвърлят цветни пакетчета яйцеклетки и сперма, които изплуват на повърхността. Тези пакетчета често създават ярък, подобен на снежна буря ефект върху повърхността на водата, преди да се разпаднат, за да позволят оплождането.
Стратегия за оцеляване

Това синхронизирано хвърляне на хайвера увеличава вероятността за успешно оплождане предвид необятността на океана. След като бъдат оплодени, яйцата се развиват в ларви, наречени планули, които в крайна сметка се установяват на океанското дъно и започват да растат, образувайки нови коралови колонии.

Това събитие не само допринася за генетичното разнообразие на кораловите популации, но също така е от решаващо значение за възстановяването и устойчивостта на кораловите рифове, които са жизненоважни за морските екосистеми, но в момента са застрашени от фактори като изменението на климата и замърсяването.

Справка: Long-term aquarium records delineate the synchronized spawning strategy of Acropora corals; Yusuke Sakai, Hiromi H. Yamamoto and Shinichiro Maruyama; Royal Society Open Science. Published:29 May 2024 https://doi.org/10.1098/rsos.240183

Източник: How do corals have sex? New secrets of spawning revealed, Earth.com