La base genética de colores MSF ‘

La base genética de colores MSF ‘

Por Leonard HoPublicado 02 de febrero 2015 09 a.m.
MSF no son todos iguales. Algunos MSF son bleh. Algunos son nocauts reales (es estos SPS especiales que comandan los altos precios como fragmentos “de diseño”). La diferencia está en sus genes. Mientras que algunos SPS puede colorear arriba (o abajo) dependiendo de las condiciones ambientales, algunos son simplemente genéticamente “superior” a los demás.
La base genética de colores MSF '

Esta imagen muestra Acropora millepora sobrerregulación luz mediada por la proteína fluorescente roja amilFP597 en la rama superior. Crédito: Profesor Wiedenmann y Celia D’Angelo

Desde la Universidad de Southampton


Bases genéticas de la diversidad de colores en los arrecifes de coral descubierto

Científicos de la Universidad de Southampton han descubierto la base genética que permite a los corales para producir su impresionante gama de colores.

Ellos han encontrado que en lugar de utilizar un solo gen para controlar la producción de pigmentos, los corales usan múltiples copias del mismo gen. Dependiendo de cuántos genes están activos, los corales serán más o menos colorido.

Dr. Jörg Wiedenmann, profesor de Oceanografía Biológica y Jefe de los Arrecifes de Coral de Laboratorio de la Universidad, dice: “Fue uno de los misterios de larga data de la biología arrecife de coral – ¿por qué a veces los individuos de la misma especie de coral pueden mostrar estas diferencias dramáticas en su color, a pesar de sentados lado a lado en el arrecife y la exposición a las mismas condiciones ambientales. La principal conclusión es que estos llamados ‘formas de color’ no utilizan un solo gen único para controlar la producción de pigmentos, sino múltiples copias idénticas de los mismos. ”

La investigación, que se publica en Ecología Molecular , también explicó que esta estrategia podría ayudar a los corales de sobrevivir en ambientes estresantes.

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Utilizando el cuerno de ciervo de coral Acropora millepora como modelo, el equipo encontró que los pigmentos fluorescentes que son los principales responsables de los colores coral actúan como filtros solares para las algas simbióticas que viven en el tejido del coral. Estas algas necesitan luz para producir azúcares, que pueden contribuir a la nutrición de los corales a cambio de la vivienda y el suministro de nutrientes que son proporcionados por el host de coral.

Sin embargo, las intensidades de luz en los arrecifes de coral pueden, en ocasiones, superan los niveles que son saludables para el alga y la luz se convierte en peligrosa para la asociación simbiótica. Este estrés luz puede contribuir en última instancia a la pérdida de las algas simbióticas, un proceso conocido como blanqueamiento de corales. Si la sociedad no puede ser re-establecida, los corales mueren a menudo.

Dr Wiedenmann explica: “Los corales están firmemente unidos al sustrato, por lo que no sólo puede moverse en la sombra cuando reciben demasiada luz del sol En cambio, necesitan aumentar su capacidad para hacer frente a demasiado sol durante estos tiempos Mostramos.. que el aumento de los niveles de luz cambian los genes que son responsables de la producción de los coloridos pigmentos protectores solares. Es por esto que los corales son generalmente más colorido en la mayoría de los ligeros partes expuestas de colonias “.

Sin embargo, la protección reforzada tiene un costo y los corales necesitan para asignar las reservas de energía sustanciales para acumular las altas cantidades de pigmentos de proteínas que se encuentran típicamente en los corales de colores brillantes. Esta energía puede ser dividido lejos de otros procesos importantes, potencialmente resultando en tasas de crecimiento reducidas o menor número de crías. Por lo tanto, siendo brillantemente color no puede ser una buena inversión para los corales que se establezcan en menos piezas ligeras expuesta de los arrecifes.

Dr Wiedenmann dice: “El marco genético proporcionado por el número de copias del gen variación asegura que algunos individuos dentro de una población de coral pueden protegerse a sí mismos muy bien, estos son propensos a sobrevivir mejor en ambientes estresantes Otros son menos protegidos, pero pueden invertir su energía en los procesos. que podría ayudarles a tener éxito en hábitats con el estrés menos luz. El polimorfismo color resultante aumenta el potencial de las especies de coral para extender su rango de distribución a lo largo de los gradientes de luz empinadas de los arrecifes de coral y de habitar nichos más ecológicos.

“Nuestro hallazgo sugiere que el repertorio de respuestas de estrés corales de arrecife ‘es más grande que se pensaba.”


El documento de acceso abierto se puede leer en Molecular Ecology .

Abstracto

El marco genómica que permite a los corales que ajustar a las condiciones desfavorables es crucial para la supervivencia de los arrecifes de coral en un clima que cambia rápidamente. Hemos explorado la variabilidad intraespecífica llamativa en la expresión de pigmentos de coral de la proteína verde fluorescente (GFP) de la familia para dilucidar la base genómica para la plasticidad de las respuestas de estrés entre los arrecifes de coral. Se demuestra que los genes multicopia pueden aumentar considerablemente el rango dinámico sobre el cual los corales pueden modular los niveles de transcripción en respuesta a la luz ambiente. El uso de la proteína fluorescente roja amilFP597 en el coral Acropora millepora como modelo, nos demuestran que su expresión aumenta con la intensidad de la luz, pero tanto los niveles mínimos y máximos de transcripción de genes varían notablemente entre los morfos de color. La concentración de pigmento en el tejido de diferentes morfos está fuertemente correlacionada con el número de copias del gen con un promotor de tipo particular. Estos hallazgos indican que el polimorfismo de color en los arrecifes de coral puede ser causada por la expresión regulada de genes multicopia con el medio ambiente. Una expresión de alto nivel de amilFP597 se correlaciona con una reducción de fotodaño de zooxantelas bajo estrés luz aguda, el apoyo a una función fotoprotectora de este pigmento. El grupo de genes regulados por la luz de pigmento puede permitir a los corales a invertir ya sea en cara pigmentación de alto nivel, que ofrece beneficios bajo estrés luz, o basarse en las concentraciones de pigmentos de tejido bajo y utilizar los recursos conservados para otros fines, lo cual es preferible en menos luz entornos -exposed. El marco genómico descrito aquí permite corales por diferentes estrategias para tener éxito en hábitats con los niveles de estrés de luz muy variables. En resumen, nuestros resultados sugieren que la plasticidad intraespecífica de las respuestas al estrés corales de arrecife ‘es más grande que se pensaba.

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