Överskott av kväve har visat sig störa korall-alger symbios, utlöser blekning även i frånvaro av värme och lätt stress. Med korallblekningshändelser som intensifieras när den globala havstemperaturen stiger, detta är ett viktigt fynd i loppet för att förstå mekanismerna bakom blekning och sätt att minska den förödande påverkan på korallreven.

"Koraller är anmärkningsvärt anpassade för att trivas i solskenet, näringsfattiga vatten i tropiska hav, främst tack vare deras intima förhållande till mikroskopiska alger, " sa Dr Claudia Pogoreutz från Röda havets forskningscenter vid KAUST. "I detta förhållande, koraller reglerar algernas tillväxt och aktivitet genom att begränsa deras tillgång till kväve. Denna "utpressning" resulterar i att alger producerar energirika sockerarter, genom fotosyntes, för koralldjuret."

En annan mikrobiell grupp - kvävefixerande mikrober som kallas diazotrofer - kan spela en nyckelroll för att upprätthålla metaorganismens produktivitet genom att komplettera den med extra kväve för metabolism och tillväxt. Dock, som ökande mängder avloppsvatten, som är full av sockerarter och kväve, pumpas in i våra hav, den känsliga balansen i denna kvävecykel är i fara. Detta kan i sin tur förvärra blekningshändelser.

Laget, ledd av KAUST docent i marin vetenskap Christian Voolstra och i samarbete med forskare från universitetet i Bremen i Tyskland, tog ett unikt tillvägagångssätt för att undersöka hur sockeranrikning och kväveavbrott kan bidra till korallblekning genom att studera blekning i frånvaro av värme och lätt stress.

"Genom att ta reda på hur andra miljöfaktorer framkallar blekning, vi kan identifiera likheter och tidigare förbisedda processer som kan förklara vad som händer under blekning orsakad av värmestress, ", förklarade KAUST doktorand Nils Rädecker. "Prover från koraller placerades i tankar i KAUST akvarialaboratorier. Vi tillsatte en sockerblandning till några av tankarna medan andra förvarades som kontroller. "

Den sockerberikade miljön drev de kvävefixerande mikroberna med extra energi, vilket betyder att de fixerade mer kväve. Detta överskott av kväve tillgängligt för koralldjuret rubbar balansen mellan kvävebegränsningar för algerna, orsakar nedbrytning av korall-alger symbios och utlöser blekning.

"Detta är den första studien som belyser vikten av mikrobiella processer som kvävefixering för korallhälsan, och hur avbrott i dessa processer kan utgöra ett tidigare oidentifierat hot under vissa förhållanden, sa Rädecker.

Forskarna hoppas att genom att lyfta fram kvävets roll i blekning kommer myndigheterna över hela världen att på allvar ta itu med vattenföroreningar. Medan globala klimatförändringar utan tvekan är det största hotet mot korallreven, begränsa ytterligare skador genom att städa upp våra hav kan hjälpa dessa ömtåliga ekosystem att överleva.