Korallrev består av massiva kalciumkarbonatskelett. En ny studie, publiceras i Vetenskapens framsteg den 16 januari 2019, avslöjar insikter i förkalkningsprocessen som leder till bildandet av dessa skelett. Att belysa korallförkalkning är nyckeln till en djupare förståelse och bättre förutsägelser om hur och varför korallrev reagerar på miljöförändringar som havsförsurning.

"Genom att kombinera mikroskopi och mikrosensormätningar, vi mätte kalcium direkt, karbonat och pH på platsen för förkalkning i korallmikrokolonier av Stylophora pistillata och härledde viktiga karbonatkemiska parametrar från det. Vi visar att alla uppmätta och härledda parametrar är högre vid korallen än i det omgivande havsvattnet. Detta pekar på vikten av kalcium- och kolkoncentreringsmekanismer som aktivt regleras av korallen för att bilda dess skelett, " säger huvudförfattaren Duygu Sevilgen, forskare vid CSM och tidigare doktorand vid Max-Planck-institutet för marin mikrobiologi.

Att mäta dessa nyckelparametrar på platsen för förkalkning i levande korallprover (där de första kristallerna bildas innan de smälter samman för att bygga det massiva skelettet) är tekniskt mycket utmanande. Tidigare studier med mikroelektroder har utförts "blinda, och försvårades av osäkerhet om korrekt placering av mikroelektroderna i förkalkningsmediet. Som sådan, de flesta av dagens kunskaper bygger på geokemiska signaturer i döda skelett, snarare än mätningar i levande koraller.

Sevilgen och hennes kollegor övervann dessa svårigheter genom att använda in vivo mikroskopi för att orientera mikroelektroderna i det förkalkningsmediet, minimera störningar av korallens fysiologi. "Under många år, en av våra styrkor på CSM har varit att odla koraller under kontrollerade förhållanden och utveckla banbrytande tekniker för att analysera fysiologin hos levande koraller, säger Sylvie Tambutté, forskningschef vid CSM.

Alexander Venn, senior forskare vid CSM, förklarar vidare:"Många viktiga data om förkalkningsvätskan finns tillgängliga i litteraturen om koraller. värden erhållna med olika metoder visar stor variation. Som ett första steg i vår studie, vi kombinerade två metoder för att mäta pH (ett pH-känsligt fluorescerande färgämne och pH-mikrosensorer) och verifierade optiskt att vi mäter på samma plats och samtidigt. Genom att göra detta kan vi visa att när vi mäter på samma tid och plats, metoderna överensstämmer verkligen, klargör skillnader i tidigare fynd. Detta belyser användbarheten och vikten av optisk verifiering under användningen av mikrosensorer för att säkerställa korrekt placering i korallen."

Studien presenterar viktiga insikter som är relevanta för framtida mikrosensor- och modelleringsmetoder som behandlar karbonatkemi och dynamik under karbonatkristallbildning i koraller.