Коралові рифи утворюють на мілководдях тропічних морів дивно продуктивні і багаті екосистеми, населені величезною кількістю різних організмів. Крім самих коралових поліпів, на рифах мешкає безліч видів водоростей, молюсків, черв’яків, голкошкірих, губок і так далі. Однак, як з’ясували вчені, екосистема рифу унікальна не тільки багатим біорізноманіттям, а й хімічним складом води.
Міжнародна команда дослідників описала сотні молекул, які корали і водорості виділяють у воду. Результати роботи, опублікованої в журналі proceedings of the national academy of sciences, дають перше уявлення про різноманітність хімічних речовин у воді навколо коралового рифу і допомагають краще зрозуміти динаміку харчових мереж цієї складної екосистеми.
Хоча корали і морські водорості прикріплені до дна, вони взаємодіють один з одним через безліч розчинених у воді хімічних речовин. Вчені вже мали приблизне уявлення про те, що це за органічні молекули, але їх кількість, структурна різноманітність і енергетична цінність довго залишалися загадкою, оскільки можливості для такого масштабного аналізу були обмежені.
Тепер вчені досліджували коралові рифи, що оточують острів муреа, що належить французькій полінезії. Вони зібрали зразки двох рифових коралів, червоної коралової водорості, бурої водорості та суміші мікроскопічних нитчастих водоростей. Вчені виділили молекули, які кожен з цих організмів викидає у воду, і визначили їх формули за допомогою методу мас-спектрометрії.
Корали і водорості виділяють сотні різних сполук, що впливають на склад морської води. Всього вчені описали більше тисячі молекул, в тому числі модифіковані амінокислоти, стероїди і вітаміни. Ці сполуки визначають концентрацію поживних речовин в екосистемі, регулюють активність редуцентів і визначають вміст мінералів, необхідних для мешканців рифу.
Лише невелика частина молекули була універсальна для всіх п’яти вивчених організмів. Наприклад, серед сполук, які виробляли корали, тільки 15% були однаковими для двох видів, інші виявилися унікальними. Також з’ясувалося, що продукти метаболізму коралів містять набагато більше сполук, збагачених фосфором і азотом, які повторно можуть використовувати інші мешканці рифу.
Однак серед молекул, що виділяються водоростями, було більше відновлених хімічних сполук, здатних служити донорами електронів в процесах, за рахунок яких бактерії отримують енергію. Таким чином, зміна кількості водоростей на рифах може сильно вплинути на передачу енергії між рівнями харчових мереж.
Зараз по всьому світу коралові рифи поступово зникають через вплив людини, глобального потепління і закислення океану. Крім того, на них зменшується біомаса самих коралів, в той час як число водоростей зростає, змінюючи всю екосистему — аж до кількості і видового складу риб і безхребетних, що заселяють рифи.
