据外媒报道，一项关注珊瑚和藻类之间关键“伙伴关系”的新研究，有朝一日或将帮助防止珊瑚白化。科学家首次观察到石珊瑚细胞吞噬甲藻，甲藻是一类单细胞双鞭毛虫群落，对珊瑚的存活至关重要。
研究人员使用了一种名为 IVB5 的细胞系，该细胞系含有从石珊瑚鹿角珊瑚中培养出来的内胚层样细胞。大约 40% 的珊瑚细胞在 30 分钟内吸收了藻类，并保持健康一个月。这项研究朝着了解珊瑚和甲藻之间的关系迈出了一步，并可能揭示珊瑚白化是如何发生的。
科学家在《海洋科学前沿》杂志上报告称，这种被称为甲藻的微小藻类被培养的石珊瑚（Acropora tenuis）细胞吞噬。
“甲藻对于珊瑚的健康和生存至关重要，”这项研究的资深作者、冲绳科学技术研究所海洋基因组学小组负责人佐藤纪之教授说。“珊瑚细胞吸收甲藻，为它们提供庇护所和光合作用的组成部分。作为回报，甲藻为珊瑚提供它们合成的营养物质。”
然而，近几十年来，这种基本关系受到了压力。受污染、酸化和海洋温度升高的影响，珊瑚细胞受到压力，在大规模白化事件中排出微小的彩色藻类，导致大片珊瑚礁死亡和变白。
“石珊瑚是热带和亚热带珊瑚礁中最常见的珊瑚类型，它们特别容易受到白化事件的影响。这些快速生长的珊瑚会沉积碳酸钙骨架，因此在珊瑚礁的形成过程中起着关键作用。”
高知大学的川村一之教授解释说：“为了保护珊瑚礁，我们必须在单细胞水平上充分了解石珊瑚与生活在这些动物体内的藻类之间的关系。但直到最近，这一点仍然很难实现。”
众所周知，珊瑚细胞很难培养，因此科学家以前不得不依赖其他密切相关的海洋生物（如海葵）的实验系统来研究甲藻进入和离开细胞的机制。
直到 2021 年 4 月，研究团队才取得重大进展，在《海洋生物技术》杂志上报道，他们成功地在培养皿中培育出了来自石珊瑚（Acropora tenuis）幼虫的不同细胞系。
在这项研究中，科学家们重点研究了一种名为 IVB5 的珊瑚细胞系。该细胞系中的许多细胞在形态、行为和基因活性方面与内胚层细胞具有相似的特性。重要的是，内胚层细胞会吞噬整个珊瑚生物体内的藻类。
科学家们将甲藻 Breviolum minutum 放入装有 IVB5 珊瑚细胞的培养皿中。培养皿中约 40% 的珊瑚细胞迅速长出长长的手指状突起，伸出去接触甲藻。然后藻类被“吃掉”，这个过程大约需要 30 分钟。
“看到这一幕真是太神奇了——就像做梦一样！”佐藤教授说。
在接下来的几天里，细胞内的藻类要么被分解成碎片，要么被成功封入细胞内的液泡中。对研究人员来说，这暗示着一种可能始于数千年前的关系。
“可能最初，珊瑚的祖先吞噬这些藻类并将其分解为食物。但随着时间的推移，它们进化到利用这些藻类进行光合作用，”共同第一作者、高知大学的 Satoko Sekida 博士认为。
研究人员目前正在使用电子显微镜来更详细地了解珊瑚细胞如何吞噬甲藻。他们还在进行基因实验，以确定哪些珊瑚基因参与其中。
在这个阶段，含有藻类的珊瑚细胞可以存活约一个月，然后死亡。在不久的将来，该团队希望实现珊瑚细胞和甲藻可以共同繁衍生息的稳定培养。
佐藤教授说：“这将非常令人兴奋，因为它将使我们能够提出新的问题，例如珊瑚在受到压力时会如何反应。这可以让我们更全面地了解白化是如何发生的，以及我们如何能够减轻它。”
