Согласно новому исследованию, симбиотические отношения между кораллами и их фотосинтетическими партнерами-водорослями (фотосимбионтами) восходят как минимум к девонскому периоду (385 миллионов лет назад). Статья группы опубликована в журнале Nature.
Все современные кораллы принадлежат к группе склерактиний, которые появились в триасовый период.
Эти кораллы могут быть домом для симбиотических организмов (например, фотосимбионтов), которые играют роль в переработке питательных веществ, что может быть особенно полезно в водах, бедных питательными веществами.
Однако неясно, были ли у более ранних, вымерших форм кораллов фотосимбионты или нет.
«Девонский период (419–359 миллионов лет назад) был периодом более высоких температур морской поверхности и содержания углекислого газа в атмосфере, чем сейчас», — пишут в своей статье исследователь из Института химии Общества Макса Планка Джонатан Юнг и его коллеги. «В отличие от сегодняшнего дня, в химии карбонатов преобладали осадки кальцита, вероятно, из-за более низкого соотношения магния и кальция в морской воде».
«В среднем девоне наблюдалось самое значительное расширение метазойных рифов в фанерозое, и хорошо сохранившиеся рифы этого периода широко распространены на территории современной Европы, Северной Америки, Северной Африки, Австралии, Сибири и Китая», — пояснили они. «В девоне эти рифы граничили с океаном Рейк, который находился на южной окраине Лавруссии и северной границе Гондваны. Вдоль южного края Лавруссии эти древние рифовые сообщества достигли наибольшего распространения и наибольшего разнообразия в живетском ярусе девона (около 387–382 миллионов лет назад)».
Эти процветающие метазойные рифы были уничтожены диахронически в ходе кризиса Келлвассера в позднем фране (372,2 миллиона лет назад).
Впоследствии рифы в основном были образованы цианобактериями/водорослями, но их количество было очень ограничено вплоть до конца фаменского периода (граница девона и карбона).
«Было высказано предположение, что способность содержать фотосимбионтов имела первостепенное значение для экологического успеха древних рифовых сообществ в живетском ярусе и что последующее разрушение рифа в позднем девоне было связано с постепенной утратой фотосимбиотических ассоциаций», - объясняют ученые. «Однако до сих пор нет четкого консенсуса относительно того, был ли фотосимбиоз распространен среди ныне вымерших групп кораллов палеозоя».
В своем исследовании доктор Юнг и соавторы изучили окаменелости двух вымерших групп кораллов — табулированных и морщинистых — с рифов среднего девона.
Они измерили изотопы азота, связанные с кораллами ( 15 N/ 14 N), которые можно использовать для определения того, получают ли кораллы энергию от фотосинтетических симбионтов или нет.
Результаты исследования показывают, что изученные ими пластинчатые кораллы имели симбионтов, а вот у большинства ругозных кораллов их не было.
Полученные данные представляют собой убедительные геохимические доказательства самого раннего известного примера симбиоза у кораллов.
«Широко распространенная олиготрофия в девонский период могла способствовать развитию фотосимбиоза кораллов, возникновение которого может объяснить, почему девонские рифы были наиболее продуктивными рифовыми экосистемами фанерозоя», — пишут они в статье. «Эти ранние признаки фотосимбиоза у кораллов среднего девона указывают на то, что он поддерживал продуктивность кораллов в теплых климатических условиях».
Поздний триас и ранний миоцен — последующие периоды, в течение которых фотосимбиоз кораллов был реконструирован с использованием изотопов азота — также были теплее, чем сегодня.
«Напротив, в условиях современного глобального потепления, вызванного антропогенными выбросами парниковых газов, обесцвечивание кораллов и связанные с этим массовые случаи гибели указывают на то, что вызванное потеплением разрушение их симбиоза, возможно, является самой большой угрозой будущему рифов склерактиниевых кораллов», - резюмировали ученые. «Устойчивость фотосимбиоза кораллов во время теплого климата в прошлом указывает на то, что нарушение симбиоза кораллов в условиях продолжающегося глобального потепления обусловлено не повышением температуры поверхности океана, а, скорее, скоростью, с которой повышается температура поверхности океана, что может превосходить способность симбиотических отношений адаптироваться».
