06. februar 2014

Ny viden om korallers energiudnyttelse

Verdens koralrev lider på grund af klimaændringer, hvor især kombinationen af varmere havvand og høj solindstråling kan ødelægge symbiosen mellem koraldyr og mikroalger. Denne koralblegning kan ændre farvestrålende rev til blege områder med massiv algebevoksning og mindre biodiversitet. De præcise cellulære mekanismer i koralblegning er stadig til diskussion, bl.a. fordi kendskabet til det fysisk-kemiske mikromiljø i koralvævet er meget begrænset.

Et forskerhold fra Biologisk Institut, Københavns Universitet har nu i samarbejde med australske kolleger ved University of Technology Sydney, for første gang målt på, hvor effektivt solens energi indfanges og udnyttes i korallers væv.

Koraller er polypdyr, som i tropiske farvande har symbiose med mikroskopiske alger i deres væv. Mikroalgerne udnytter sollys og kuldioxid i fotosyntesen og danner herved ilt og sukkerstoffer, der leveres som brændstof til polyppernes stofskifte. Værtsdyrets affaldsstoffer leveres til mikroalgerne i form af kuldioxid og næringssalte. Dette samspil foregår i en millimeter tynd hinde af væv, der samtidig udfælder og vokser på et sindrigt formet kalkskelet, som danner selve basis for koralrevs eksistens.

”Ved hjælp af avanceret mikrosensor teknologi har vi været i stand til at måle ilt, temperatur og lys ned igennem koralvævet i etaper af nogle brøkdele af en millimeter. Vi har så beregnet, hvor meget af solindstrålingens energi der indfanges og afgives i form af varme i koralvævet, og hvor meget solenergi der omdannes til kemisk bundet energi via symbionternes fotosyntese”, siger professor Michael Kühl fra Marinbiologisk Sektion ved Biologisk Institut.

Resultaterne, der netop er offentliggjort i Journal of the Royal Society Interface, viser, at langt det meste (>95%) af sollyset afsættes som varme i korallerne. Til gengæld udnyttes det lys som faktisk indfanges af mikroalgerne i vævet meget effektivt – tæt på det teoretisk mulige for fotosyntesen.

”Vores data viser, at lyset interagerer med korallernes væv og kalkskelet, og tilsyneladende omfordeles på en måde, der maksimerer mikroalgernes fotosyntese og samtidig beskytter dem mod for høj indstråling via omdannelse af overskydende solenergi som varme. Det tyder på, at korallernes skeletstruktur, og den måde det levende væv er fordelt over skelettet, spiller en stor rolle for lysudnyttelsen og koralvævets temperatur”, fortsætter Michael Kühl.

Koraller kan have forskellig form så som kugleformede, grenede eller flade tallerkenformede typer. Og det er kendt, at f.eks. grenede koraller bleger nemmere end de mere massive former. Forskerne vil nu undersøge, om dette kan forklares ved, at forskelle i korallernes organisation af væv og kalkskelet påvirker deres evne til at håndtere høj solindstråling og temperatur.

”Vi undersøger helt basale sammenhænge mellem form og funktion i koraller, men vores arbejde med korallers mikromiljø og optiske egenskaber kan også medføre en bedre forståelse af deres stress respons og mulighed for at modstå ændringer i havmiljøet pga. klimaforandringer og andre menneskerelaterede påvirkninger af koralrevene”, slutter Michael Kühl.

Forskerholdet ledes af Professor Michael Kühl der netop har modtaget en af det Frie Forskningsråds Sapere Aude Topforsker Priser med en bevilling på 11,8 mDKK.

Kontakt
Professor Michael Kühl, tlf. 4047 6304, mkuhl@bio.ku.dk

Læs mere
Modtager af bevillinger fra Det Frie Forskningsråd 2014
http://newsroom.uts.edu.au/news/2014/01/scientists-shine-a-light-on-coral-photosynthesis

Artiklen
Brodersen, K. E., Lichtenberg, M., Ralph, P. J., Kühl, M., Wangpraseurt, D. (2014) Radiative energy budget reveals high photosynthetic efficiency in symbiont-bearing corals. Journal of the Royal Society Interface 11(9): 20130997; doi: 10.1098/rsif.2013.0997.