Кораллы меняют пол с повышением температуры воды

Наблюдение за жизнью выживших после сильного потепления океанической воды коралловых полипов позволило ученым сделать важное открытие. Выжить смогли не просто везунчики — пережившие потепление виды умеют менять пол, что и помогло им спастись.

Два вида коралловых полипов — Fungia repanda и Ctenactis echinata, обитающие у островов Сесоко и Окинава (Япония) в Восточно-Китайском море, не случайно привлекли внимание профессора Тель-авивского университета Йоси Лойи (Prof. Yossi Loya). Ведь только эти виды выжили на рифе после катастрофических событий 1998 года, когда повышение температуры воды в Мировом океане на 1−2°С вызвало массовую гибель их сородичей по всему земному шару. Тогда на рифе у острова Окинава погибло 80% полипов других видов.

Профессору Лойи удалось разгадать загадку столь успешной способности к выживанию. Оба вида могут адаптироваться к неблагоприятным условиям среды, изменяя свой пол с женского на мужской. Переждав худшие времена, самцы коралловых полипов вновь становятся самками.

Поменять пол, чтобы сохранить жизнь

Такие метаморфозы хорошо известны как в растительном, так и животном мире среди рыб, моллюсков, червей. Например, растущие в тени орхидеи меняют пол на мужской. Если же появляется больше солнечного света, то пол опять становится женским.

Биологический смысл изменения пола очевиден: энергетически более выгодно быть самцом. Во-первых, не нужно вынашивать потомство. А во-вторых, по мнению ученых, процесс созревания сперматозоидов (или их растительных аналогов) намного менее затратен, чем развитие богатой жирами яйцеклетки. Поменяв пол, организм просто экономит энергию, которая в неблагоприятных условия идет на поддержание нормальной работы жизненно важных систем и органов. И тем самым способствует выживанию вида.

Совершенство беспозвоночных

Физиология коралловых полипов удивительна по своей простоте и совершенству. По сути, коралл представляет собой двухслойный мешок. Наружный слой со стрекательными клетками служит для нападения и защиты, а внутренний — не что иное, как большой желудок.

При этом кораллы раздельнополы. Во внутреннем мешке мужских особей развиваются гонады со сперматозоидами. Созрев, сперматозоиды разрывают стенки гонад и, преодолев пространство гастральной полости, оказываются в открытом море. Затем через рот проникают в полость женской особи. И уже там, в специальных отделах внутреннего мешка происходит оплодотворение яйцеклетки. Через определенное время появляются крошечные личинки, которые вылетают из материнского мешка, разлетаются по окрестностям, прикрепляются кто где может и там уже вырастают в большие кораллы.

Эксперимент на коралловом рифе

Зоологи изучали Fungia repanda и Ctenactis echinata на глубине от трех до шести метров. На коралловом рифе у острова Окинава и Сесоко обитают десятки миллионов особей этих видов. По словам профессора Йоси Лойи, некоторые особи Fungia repanda и Ctenactis echinata исчезли в этом месте во время массовой гибели коралловых полипов 1998 году, но большинство все же выжили, благополучно пережив катастрофу, и выглядели вполне здоровыми. В течение четырех лет, с 2004 по 2007 год, ученые следили за особенностями размножения счастливчиков.

Кораллы выбирают мужской пол

Все четыре года период размножения, во время которого сперматозоиды начинали свой выход в открытое море, начинался через пять-шесть дней после полнолуния в июле-августе. Причем примерно в одно и тоже время — в 22.00. В 2007 году ученые начали свой эксперимент точно во время полнолуния 31 мая. И тогда же удалось обнаружить, что 80% популяции Fungia repanda и Ctenactis echinata поменяли пол на мужской, причем 27% уже второй раз. Такая смена происходила одновременно с увеличением температуры воды на 1.5°С.

По словам профессора Йоси Лойи, на основе наблюдений удалось сделать важный вывод: изменение пола происходит в популяциях с высокой смертностью и низкой скоростью роста. А пусковым механизмом служит любое неблагоприятное событие — изменение температуры воды, затенение или ранение.

Уже сейчас в Мировом океане исчезла четверть всех коралловых рифов. Так что, по словам профессора Йоси Лойи, открытие репродуктивной стратегии кораллов очень поможет в восстановлении коралловых рифов.

Результаты исследований опубликованы в Proceedings of the Royal Society B.