Koráli odhalují novou fotosyntézu

Přes 60 metrů pod hladinou oceánu, kde je zima a pronikne sem jen asi 1 % denního světla, funguje ekosystém málo známých tvorů. Koráli, kteří tuto šedou zónu obývají, mají dosud neviděnou adaptaci umožňující jim našetřit si dostatek světelné energie k přežití.

Jednobuněčné fotosyntetické řasy tzv. zooxantely, které žijí na korálech a živí je, provádějí fotosyntézu mnohem efektivněji, než druhy žijící v mělčích vodách. Zjistila to nová americko-izraelská studie.
„Je to odlišné od všeho, co jsme viděli na pevnině nebo u mělkých korálových útesů,“ řekl David Gruber, mořský biolog na City University of New York a jeden z autorů studie. Suchozemské i vodní rostliny používají k zachytávání částic světla (fotonů) specializované buněčné struktury tzv. světlosběrné antény. Ty jsou tvořeny různými bílkovinami a chlorofylovými pigmenty. Zachycené fotony jsou pak přeneseny do fotosyntetických komplexů, které přeměňují světlo na využitelnou energii.
V tmavých suchozemských lesích si rostliny v podrostu často vyvíjejí velmi velké anténní komplexy, aby doslova vyždímaly každý kousíček světla z oblohy. Analogicky by tak dávalo smysl, aby si i řasy žijící ve velkých hloubkách, kam pronikne pouhé procento světla, navíc pouze s modrou vlnovou délkou, budovaly podobně obrovské světlosběrné antény.

Změnily celý systém

Když však Gruber a jeho kolegové z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě a univerzity v Haifě, prozkoumali řasy, které žijí v korálu druhu pórovník různotvarý (Stylophora pistillata) 65 metrů pod hladinou v severní části Rudého moře, došli k překvapivému zjištění. Anténní struktury těchto řas byly ve skutečnosti menší, než u řas žijících na mělčinách.
Místo budování větších antén řasy změnily svůj světlosběrný systém. Rostliny, jako jsou řasy, používají dva velké komplexy přeměňující světlo na energii tzv. fotosystém I a fotosystém II. Symbiotické bakterie, které vědci objevili, sice více spoléhají na fotosystém II, ale přitom umístily buněčný aparát v blízkosti fotosystému I. To usnadňuje sdílení energie mezi těmito systémy. Kromě toho řasy navíc změnily i typy světlo zachytávajících bílkovin ve svých buněčných membránách.

Na mělčinách zahynou

Během čtyřletého zkoumání této oblasti vědci rovněž provedli zajímavý experiment. Přenesli vzorky hlubokomořských korálů do menších hloubek a zároveň vzali korály z mělčin a přenesli je do hlubších oblastí. Udělali to přitom pomalu, korály posunovali pouze o 5 metrů každé dva týdny, aby jim to nezpůsobilo šok z náhlé změny.
Zjistili, že koráli pocházející z hloubky 3 metrů mohou přežít i v hloubce 65 metrů. Naopak to však nefunguje. Koráli z hlubin v malých hloubkách uhynou. Postrádají totiž přírodní sloučeniny, které je chrání před škodlivým ultrafialovým zářením. „Neměli ochranu proti slunečnímu záření. Světlo je proto spálilo,“ podotkl Gruber.
Výzkumníci nicméně studovali pouze jeden druh řas žijící v symbióze s hlubinnými útesy. Podle Grubera však existuje pravděpodobně mnoho dalších adaptací, které si útesy žijící ve větších hloubkách vyvinuly, aby v tomto nehostinném prostředí dokázali přežít.