Учёные выяснили, что кораллы «спят» как люди

Кораллы, несмотря на отсутствие нервной системы и мозга, способны «спать» — тогда как живущие внутри них симбиотические микроорганизмы остаются активными.

К такому выводу пришли учёные из Института эволюционной биологии (IBE), совместного центра Испанского национального исследовательского совета (CSIC) и Университета Помпеу Фабра. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Host & Microbe.

До сих пор считалось, что сон характерен главным образом для животных с нервной системой. Однако новое исследование показало, что у кораллов существует чёткий суточный ритм покоя и активности, необходимый для поддержания их симбиотических отношений с микробами.

Работа проводилась непосредственно на коралловом рифе у побережья острова Кюрасао в Карибском море. Учёные изучали мозговой коралл Pseudodiploria strigosa и его симбионта — микроводоросль Breviolum, которая живёт внутри клеток коралла и снабжает его питательными веществами в процессе фотосинтеза.

В течение трёх суток исследователи погружались каждые шесть часов и анализировали активность генов как самого коралла, так и его симбионтов. Результаты показали, что коралл переходит в состояние покоя в ночные часы и «спит» примерно треть суток, что сопоставимо с продолжительностью сна у человека. При этом его микробиом остаётся в основном активным.

По словам авторов, сон необходим кораллам для восстановления после дневного стресса. В светлое время суток симбионты активно фотосинтезируют, обеспечивая коралл органическими веществами, но при этом выделяют реактивные формы кислорода, способные повреждать ткани и ДНК хозяина. Ночной «сон» позволяет кораллам запускать механизмы восстановления и ремонта генетического материала.

«Ночью кораллы устраняют повреждения ДНК, вызванные деятельностью их симбионтов в течение дня», — поясняет руководитель исследования Хавьер дель Кампо.

При этом микроводоросли прекращают фотосинтез, но продолжают выполнять другие клеточные функции и не нуждаются в полноценном отдыхе.

Авторы отмечают, что без такого суточного ритма симбиоз между кораллом и микробами мог бы стать токсичным. Сон позволяет сохранять баланс в этих древних взаимовыгодных отношениях, которые, по мнению учёных, могли сформироваться миллиарды лет назад.

Исследование также имеет практическое значение. Понимание биологических ритмов кораллов может помочь в программах восстановления рифов и лучше оценить, как микробные сообщества влияют на устойчивость кораллов к изменению климата.

По словам исследователей, работа подтверждает, что сон — это древний эволюционный механизм, возникший задолго до появления нервной системы, и он играет ключевую роль не только в индивидуальном выживании организмов, но и в поддержании сложных межвидовых связей.