Ödet för världens korallrev kan bero på hur väl havsdjuren utrustar sina avkommor för att klara av den globala uppvärmningen.

Ungefär hälften av världens koraller har gått förlorade på grund av värmande hav som gör deras värld fientlig. Istället för levande och blommig, korallblekmedel bleknar när temperaturen stiger. Detta händer eftersom det säregna djuret lever ihop med alger, som driver ut under stress. När det händer, koraller förlorar sin färg och en livspartner som försörjer dem, så de svälter.

Än, hopp uppstår i akvarier på USC campus nära centrala Los Angeles och vid Australian Institute of Marine Science. Där, biologer studerar korallens ovanliga förmåga att blanda sina så kallade symbionter-algkolonierna inuti sina celler-som en hanteringsmekanism för att potentiellt få en fördel i en föränderlig miljö. För första gången, forskarna har visat att vuxna koraller kan passera längs denna förmåga att blanda sina symbionter till sina avkommor. Det är en process som sker förutom traditionell DNA-överföring, och det har aldrig setts förrän forskare började fångforskning i fångenskap i laboratorier på båda sidor om Stilla havet.

"Vad vi finner är att koraller kan passera sitt blandade komplement av algpartner, eller symbionter, till sina avkommor för att ge en potentiell överlevnadsfördel, och det är en ny upptäckt, sa Carly Kenkel, en biträdande professor i biologi vid USC Dornsife College of Letters, Konst och vetenskap. "Vi bryr oss om detta eftersom korallrev gör så mycket för oss. Ett rev ger vågbrytare för stormar, fiskprotein som människor behöver och den biologiska mångfalden vi älskar och tycker är vacker."

Resultaten framgår av en forskningsartikel som publicerades idag i Vetenskapliga rapporter .

Forskare har länge vetat att koraller och alger lever i ömsesidig harmoni. De två varelserna lever som en:ett mjukt polypdjur som liknar en havsanemon eller manet och en alg som lever i dess celler. Djuret ger algesäkerhet och ämnen för fotosyntes; algerna producerar syre, hjälpa till att ta bort avfall och förse korallen med energi. Koraller använder energin för att göra kalciumkarbonat, den stela arkitekturen som bygger rev, medan algerna bidrar till varelsernas juveltoner som gör koraller spektakulära.

De lever i godo tillsammans tills miljöstress stör partnerskapet. När detta händer, vissa koraller dukar under medan andra är kapabla att blanda sina symbionter, gynna vissa alger framför andra beroende på vattenförhållandena, konkurrens eller tillgängliga näringsämnen." Det är en rörig skilsmässa, sa Kenkel.

Men i detta uppbrott, barnen kan ha nytta av det. Kenkel ville förstå om föräldrakorallen kunde passera längs de omvandlade symbionterna till sina avkommor. Det är ett knepigt förslag eftersom algerna existerar oberoende av cellkärnan och därför inte är en del av den nukleära DNA-överföringen, förälder till avkomma, under reproduktion.

Hennes nyfikenhet tog henne till Stora barriärrevet och Orpheus Island, utanför nordöstra Australien, där hon gick med forskare från James Cook University och Australian Institute of Marine Science. Forskargruppen fokuserade på en viss korall, Montipora digitata, som är gemensam för västra Stilla havet och stora sträckor av Stora barriärrevet.

Forskarna fokuserade på två på varandra följande leksäsonger:en under normala förhållanden under 2015 och den andra under den globala massblekningen av koraller 2016. Genom att använda DNA-sekvensering, forskarna undersökte vilka koraller som visade potential att blanda sina symbionter och om förändringen återspeglades i gameter. De fann att antalet och typerna av algceller skilde sig avsevärt från ett år till ett annat, mätt i celldensiteter och fotosyntesproduktion. Det är ett fynd som stämmer överens med annan forskning.

Montipora digitata korall kan förpacka alger i sina ägg när de reproducerar sig. När man tittar på äggen mellan de två åren, de upptäckte att omorganisationer av algsamhällen hos de vuxna också återspeglades i korallens ägg, vilket tyder på att de kan överföras till avkommor från föräldrarna.

"Så vitt vi vet, detta är det första beviset på att blandade Symbiodiniaceae (symbiont) samhällen ... kan ärvas av avkommor och stödjer hypotesen att blandad blandning i mikrobiella samhällen kan fungera som en mekanism för snabb korall acklimatisering till förändrade miljöförhållanden, ", sa studien.

Processen liknar kanske hur mitokondriellt DNA fungerar hos människor. I den analogen, mitokondrierna-en energiproducerande enhet inuti cellen men utanför kärnan-delar genetiskt material med avkommor via moderns ägg. Dock, forskarna har inte identifierat mekanismen för överföring i korall; de planerar att svara på det mysteriet i nästa studie.

Fynden visar att koraller kan vara mer anpassningsbara än man trodde, men räcker det?

Koraller står inför en enorm utmaning när havsuppvärmningen ökar. Enligt en FN-rapport, världens korallrev är i epicentrum för klimatförändringar och förlust av arter. Om världen värms upp ytterligare 0,9 grader Fahrenheit, vilket är troligt, korallrev kommer troligen att minska med 70% till 90%. En vinst på 1,8 grader, rapporten säger, betyder att 99% av världens koraller kommer att vara i trubbel.

I vissa regioner, hotet mot koraller är redan allvarligt. Till exempel, så mycket som 80% av Karibiska havets koraller har gått förlorade under de senaste tre decennierna, enligt Smithsonian Institution.

"Koraller har fler mekanismer än vi trodde för att hantera klimatförändringar, men de slåss med ett litet svärd mot en fiende som är som en stridsvagn, " sa Kenkel. "Deras anpassningsförmåga kanske inte räcker till. De behöver tid så att de kan anpassa sig."