據外媒報道，一項關注珊瑚和海藻之間的關鍵“夥伴關係”的新研究可能有一天會幫助防止珊瑚白化。科學家們首次觀察到石珊瑚細胞吞噬甲藻的畫面。甲藻是一類單細胞具有雙鞭毛的集合群，對保持珊瑚的生存至關重要。
研究人員使用了一種名為IVB5的細胞系，其中包含從石珊瑚（Acropora tenuis）培養的內胚層類細胞。大約40%的珊瑚細胞在30分鐘內吸收了藻類，並在一個月內保持健康。這項研究向了解珊瑚和甲藻之間的夥伴關係邁出了一步，並可能揭示出珊瑚白化是如何發生的。
科學家們在《海洋科學前沿》雜誌上報告說，這些被稱為甲藻的微小藻類被從石珊瑚（Acropora tenuis）培養出來的細胞吞噬。
該研究的資深作者、沖繩科學技術大學研究生院海洋基因組學組長Noriyuki Satoh教授說：“甲藻對於保持珊瑚的健康和活力至關重要。珊瑚細胞吸收了海藻，並為它們提供了庇護所和光合作用的構件。作為回報，海藻為珊瑚提供它們所合成的營養物質。”
然而，在最近幾十年裡，這種基本的關係已被置於壓力之下。在污染、酸化和海洋溫度上升的推動下，受壓的珊瑚細胞在大規模白化事件中排出了微小的彩色藻類，導致大片的死亡和白色珊瑚礁。
石珊瑚是熱帶和亞熱帶珊瑚礁中最常見的類型，特別容易受到這些白化事件的影響。這些快速生長的珊瑚奠定了碳酸鈣的骨架，因此在建立珊瑚礁方面發揮了關鍵作用。
“對於珊瑚礁的保護來說，我們必須充分了解石珊瑚和生活在這些動物體內的藻類之間在單細胞水平上的夥伴關係，”來自高知大學的教授Kaz Kawamura解釋說。“但是直到最近，這都很難實現。”
珊瑚細胞是出了名的難以培養，所以以前科學家不得不依靠其他密切相關的海洋生物的實驗系統，如海葵，來研究甲藻如何進入和離開細胞的機制。
直到2021年4月，該研究小組才取得了重大的飛躍，他們在《海洋生物技術》上報告說，他們已經成功地在培養皿中培養了來自石珊瑚（Acropora tenuis）幼蟲的不同細胞系。
在這項研究中，科學家們專註於一個名為IVB5的珊瑚細胞系。這個品系中的許多細胞在形態、行為和基因活動方面與內胚層細胞有類似的特性。重要的是，在整個珊瑚生物體中，正是內胚層細胞在吞噬藻類。
科學家們將甲藻，Breviolum minutum，添加到一個含有IVB5珊瑚細胞的培養皿中。培養液中大約40%的珊瑚細胞迅速形成長長的、像手指一樣的突起，伸出來接觸甲藻。然後這些藻類被“吞噬”了，這個過程大約需要30分鐘。
Satoh教授說：”看到這一幕真是令人驚訝-這幾乎是一場夢！”。
在接下來的幾天里，細胞內的藻類要麼被分解成碎片，要麼被成功地封入細胞內的液泡中。對於研究人員來說，這暗示了這種關係可能是在幾千年前開始的。
“可能最初，珊瑚的祖先吞噬了這些藻類，並將它們分解為食物。但是隨着時間的推移，它們進化到利用這些藻類進行光合作用，”共同第一作者，高知大學的Satoko Sekida博士認為。
研究人員現在正在使用電子顯微鏡來獲得珊瑚細胞如何吞噬甲藻的更詳細圖像。他們還在進行遺傳學實驗，以確定哪些珊瑚基因參與其中。
在這個階段，含有藻類的珊瑚細胞在死亡前能存活一個月左右。在不久的將來，該團隊希望實現穩定的培養，使珊瑚細胞和甲藻能夠一起繁殖。
Satoh教授說：“這將是非常令人興奮的，因為這樣我們就可以提出新的問題，比如珊瑚在受到壓力時如何反應。這可以讓我們更全面地了解白化現象是如何發生的，以及我們如何能夠減輕它。”