San hô được nhân giống trong hồ công cộng mang lại cơ hội nghiên cứu mới và nguồn dự trữ lành mạnh để trồng ngoài tự nhiên, những thành phần thiết yếu của một tương lai thịnh vượng cho hệ sinh thái rạn san hô, nơi hỗ trợ khoảng 25% tổng số sự sống trong các đại dương của Trái đất.
Nhưng thành công lâu dài của những nỗ lực như vậy một phần xoay quanh việc duy trì sự đa dạng di truyền trong san hô nuôi trong bể cá, dẫn đến tăng khả năng phục hồi trước các mối đe dọa như sự nóng lên của đại dương và quá trình axit hóa.
>> Tham khảo: Chip nano silicon có thể điều trị mất cơ do chấn thương.
Trong một nghiên cứu được công bố hôm nay trên tạp chí Frontiers in Marine Science, một nhóm đa dạng bao gồm các nhà sinh vật học Steinhart Aquarium và các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Sinh sản San hô của Viện Hàn lâm Khoa học California đã tạo ra phả hệ đầu tiên, hay còn gọi là ‘cây phả hệ’, cho san hô được nuôi trong bể cá và cung cấp một danh sách các phương pháp hay nhất để duy trì sự đa dạng di truyền của san hô nuôi trong bể cá.
“Sự đa dạng di truyền là thứ cho phép các loài thích nghi với vô số mối đe dọa do biến đổi khí hậu”, Giám đốc Học viện Rebecca Albright, Tiến sĩ, người đã thành lập Phòng thí nghiệm Sinh sản San hô, một trong số ít các cơ sở trên Trái đất có khả năng nhân giống san hô thành công.
Công việc của Albright là một phần không thể thiếu trong sáng kiến Hope for Reefs của Học viện, nhằm mục đích ngăn chặn sự suy giảm của các rạn san hô trong thế hệ này. “Đối với các cơ sở như của chúng tôi tại Phòng thí nghiệm sinh sản san hô, việc đảm bảo mỗi thế hệ san hô đều đa dạng cho phép chúng tôi tiến hành các thí nghiệm mạnh mẽ hơn, đây là yếu tố quan trọng để hiểu rõ hơn về cách san hô có thể phát triển trên hành tinh đang thay đổi của chúng ta. đa dạng di truyền dẫn đến cơ hội sống sót cao hơn trong tự nhiên.”
>> Tham khảo: Có từ tính hay không có từ tính? Ảnh hưởng của chất nền đến tương tác điện tử.
Đối với nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân tích di truyền trên bố mẹ và con cái từ hai thế hệ san hô Acropora hyacinthus sinh sản trong Phòng thí nghiệm sinh sản san hô từ năm 2019 và 2020. Dựa trên sự tương đồng giữa DNA của san hô, các nhà nghiên cứu đã có thể xác định mối quan hệ giữa các cá nhân, chẳng hạn như cha mẹ hoặc anh chị em ruột.
Tiến sĩ Elora López-Nandam, nhà nghiên cứu san hô và tác giả nghiên cứu của Học viện cho biết: “San hô là loài sinh sản phát sóng, nghĩa là nhiều đàn đồng thời giải phóng tinh trùng và trứng của chúng vào nước và không có cách nào để biết ngay san hô nào sinh ra con nào”.
“Đáng ngạc nhiên là chúng tôi phát hiện ra rằng chỉ hai trong số bốn đàn sinh sản vào năm 2019 đã sinh ra 22 trong số 23 đàn con sống sót đến sinh nhật thứ 2 của chúng. Điều này dẫn đến rất nhiều câu hỏi mới để chúng tôi khám phá xem làm thế nào mà hai đàn bố mẹ đó lại thành công đến vậy, câu trả lời có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự sinh sản của san hô một cách rộng rãi hơn.”
“Mặc dù các sự kiện sinh sản san hô thành công là một minh chứng cho thấy chúng ta có thể bắt chước các điều kiện đại dương tự nhiên chặt chẽ đến mức nào, nhưng chắc chắn có những áp lực môi trường trong môi trường thủy cung sẽ khác với môi trường trong tự nhiên và có thể chọn lọc những đặc điểm nhất định trong mỗi thế hệ san hô. ,” López-Nandam nói.
>> Tham khảo: Muối quan trọng hơn nhiệt độ vùng cực lạnh trong quá trình hình thành băng biển.
Do đó, ngoài sự liên quan, các nhà nghiên cứu cũng sàng lọc tất cả 450 triệu cặp cơ sở DNA — nếu bộ gen của một sinh vật là một cuốn sách, thì các cặp cơ sở là các chữ cái riêng lẻ — từ mỗi san hô được lấy mẫu để tìm ra sự khác biệt di truyền giữa các thế hệ kế tiếp.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy 887 điểm trong mã dài 450 triệu chữ cái có vẻ khác biệt ở san hô nuôi trong bể cá khi so sánh với san hô sinh ra trong tự nhiên.
López-Nandam nói: “Nhiều sự khác biệt mà chúng tôi tìm thấy là trong các con đường gen liên quan đến sự cộng sinh với tảo quang hợp, đó là cách mà nhiều san hô nhận được phần lớn năng lượng của chúng. “Chúng tôi hy vọng sẽ tiến hành nghiên cứu trong tương lai tại Phòng thí nghiệm sinh sản san hô để xác định chính xác điều gì từ môi trường bể cá đang thúc đẩy những khác biệt này và những biến thể di truyền đó ảnh hưởng như thế nào đến thể trạng hoặc sức khỏe tổng thể của san hô nuôi trong bể cá.”
Giống như cần một ngôi làng để nuôi một đứa trẻ, các tác giả nghiên cứu lưu ý rằng cần có một đội ngũ chuyên gia duy nhất để nuôi san hô cho một nghiên cứu như vậy: từ các bó giao tử có kích thước couscous đến các polyp có kích thước bằng Aspirin cho đến những con trưởng thành có kích thước bằng quả bưởi.
Lisa Larkin, nhà sinh vật học và tác giả nghiên cứu của Thủy cung Steinhart cho biết: “Loại hình hợp tác này giữa các nhà sinh vật học thủy cung và các nhà nghiên cứu khoa học là rất hiếm. “Có rất ít nơi trên thế giới mà tất cả các chuyên gia đó làm việc trong cùng một tòa nhà, cùng làm việc hướng tới một mục tiêu chung. Học viện là duy nhất ở chỗ chúng tôi có thể thúc đẩy loại hình nghiên cứu này đồng thời tạo ra tác động lớn đến san hô sự bảo tồn.”
>> Tham khảo: Nghiên cứu cho thấy các tế bào cơ tự phát triển trong phòng thí nghiệm sửa chữa tổn thương cơ và bệnh tật.
Larkin và các đồng nghiệp của cô ở Thủy cung Steinhart dành nhiều tháng để theo dõi chất lượng nước và theo dõi sự phát triển của san hô để đảm bảo chúng đủ khỏe mạnh để sinh sản mỗi năm.
Larkin nói: “San hô có thể khá khó tính. Chúng cần rất nhiều năng lượng để sinh sản và nếu bị căng thẳng, chúng sẽ dồn năng lượng đó vào nơi khác”. “Phải mất hàng tháng chú ý tỉ mỉ để đưa chúng đến điểm sẵn sàng và có thể sinh sản.
Tuy nhiên, Larkin cho biết thêm, kết quả cuối cùng còn hơn cả sự biện minh cho nỗ lực. “Bạn chăm sóc một con san hô trong cả năm và cuối cùng khi chúng sinh sản, bạn biết rằng mình đã làm rất tốt. Và vì mỗi lần sinh sản đều dẫn đến những cơ hội mới cho nghiên cứu như nghiên cứu này có thể áp dụng cho việc bảo tồn san hô, nên phần thưởng rất xứng đáng xứng đáng.”
