Тестирование средства для смягчения обесцвечивания кораллов

12 октября 2021 г.

Ребекка Джонс, Инженерный колледж

Согласно докладу, опубликованному Организацией Объединенных Наций в июне, крупнейший в мире коралловый риф находится в опасности. Обесцвечивание кораллов, вызванное повышением температуры моря, представляет угрозу выживанию Большого Барьерного рифа и других коралловых колоний по всему миру.

Решение этой проблемы имеет важное значение для выживания популяций кораллов, которые, потерявшись, редко появляются вновь. Это также поможет сохранить морские экосистемы, одни из самых важных источников биоразнообразия Земли.

Исследователь VCU Engineering Лиза Роджер, доктор философии, разрабатывает стратегию по смягчению обесцвечивания кораллов. Она получила награду за программу раннего профессионального обучения 2021 года от Координационной сети исследований по отбеливанию кораллов, междисциплинарной программы, финансируемой Национальным научным фондом.

Роджер — постдокторант в лаборатории Настасьи Левински, доктора философии, доцента кафедры химических и биологических наук. Левински возглавляет исследования в области культуры коралловых клеток в Университете Содружества Вирджинии в составе многоуниверситетской команды, изучающей способы помочь кораллам выжить.

«Использование нанотехнологий для спасения коралловых рифов является захватывающим, а также заставляет нас глубоко задуматься о взаимодействии наночастиц с кораллами и о наночастицах в окружающей среде», — сказал Левински.

Здоровые кораллы живут в симбиозе с водорослями в их тканях, что помогает кораллам питаться посредством фотосинтеза. Однако слишком много тепла или света вызывает окислительный стресс, который повреждает клетки кораллов, что приводит к разрушению симбиоза. Это приводит к изгнанию водорослей, благодаря чему скелет становится видимым сквозь прозрачность тканей. Этот процесс обычно называют обесцвечиванием кораллов.

Программа раннего профессионального обучения предоставляет возможности для изучения обесцвечивания кораллов в партнерской лаборатории. Премия Роджера предоставляет средства на поездку и материалы для исследований, необходимые ей для проведения экспериментов с двумя сотрудниками из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Роджер будет исследовать возможность обработки образцов симбиотических водорослей, обычно связанных с кораллами, антиоксидантами для защиты от обесцвечивания, подобно тому, как люди едят продукты, богатые антиоксидантами, чтобы улучшить свое здоровье и бороться со старением. Поскольку кораллы не могут есть такую ​​пищу, как люди, антиоксиданты доставляются в виде наночастиц, слишком маленьких, чтобы их можно было увидеть человеческим глазом.

Используя метод доставки, называемый реинфекцией, Роджерс вводит водоросли, содержащие наночастицы оксида церия, известный антиоксидант, в обесцвеченные кораллы в надежде, что коралл сформирует новые симбиотические отношения с водорослями-антиоксидантами и получит от этого пользу.

По ее словам, обесцвеченные кораллы могут восстановиться, если утихнут стрессовые факторы окружающей среды. «Мы не можем уменьшить для них жару или интенсивность света, поэтому, если мы сможем дать им лечение, чтобы смягчить эффект, мы, надеюсь, сможем помочь им пережить волну жары».

Она также исследует доставку, пытаясь найти практический метод распространения лечения на все кораллы и рифы. Метод повторного заражения направлен на доставку антиоксидантов в хлоропласты водорослей, чтобы стимулировать и защитить процесс фотосинтеза, при этом предполагается, что коралл затем работает с водорослями как часть типичного процесса симбиоза.

Часть тонкой настройки этой системы доставки включает определение правильной дозировки антиоксидантных наночастиц, которые полезны для кораллов, но не вредны для других организмов, питающихся водорослями, таких как рыбы.

«Нам необходимо все это контролировать», — сказал Роджер, объяснив, что эти экосистемы имеют решающее значение и «являются горячими точками биоразнообразия из-за обилия и разнообразия жизни».

В течение следующих двух недель мы публикуем серию статей, демонстрирующих широкое разнообразие исследований преподавателей в VCU, где исследования, творчество и инновации являются синонимами исследований общественного влияния. 20 октября президент Майкл Рао, доктор философии, и вице-президент по исследованиям и инновациям П. Шрирама Рао, доктор философии, обсудят смелый и амбициозный новый стратегический план исследований, который послужит основой для оптимизации будущего. инвестиции, ведущие к увеличению финансирования и росту, что в конечном итоге способствует повышению качества исследований в университете. Пожалуйста, посетите веб-сайт OVPRI для получения подробной информации о мероприятии и о том, как вы можете принять участие в беседе.