En ny studie från University of Southampton har avslöjat varför vissa koraller uppvisar en bländande färgstark skärm, istället för att bli vit, när de lider av "korallblekning" - ett tillstånd som kan ödelägga rev och orsakas av havsuppvärmningen. Forskarna bakom forskningen tror att detta fenomen är ett tecken på att koraller kämpar för att överleva.

Många koralldjur lever i en bräcklig, ömsesidigt fördelaktigt förhållande, en "symbios" med små alger inbäddade i sina celler. Algerna får skydd, koldioxid och näringsämnen, medan korallerna får fotosyntetiska produkter för att uppfylla sina energibehov. Om temperaturen stiger bara 1 C över det vanliga sommarmaximum, denna symbios bryter samman; algerna går förlorade, korallens vita kalkstenskelett lyser genom dess transparenta vävnad och en skadlig process som kallas "korallblekning" inträffar.

Detta tillstånd kan vara dödligt för korallen. När dess levande vävnad är borta, skelettet utsätts för miljöns eroderande krafter. Inom några år, ett helt korallrev kan brytas ner och mycket av den biologiska mångfalden som beror på dess komplexa struktur går förlorad – ett scenario som för närvarande hotar framtiden för rev runt om i världen.

Dock, vissa blekningskoraller genomgår en, tills nu, mystisk transformation – avger en rad olika ljusa neonfärger. Varför detta händer har nu förklarats av ett team av forskare från University of Southamptons Coral Reef Laboratory, som har publicerat sina detaljerade insikter i tidskriften Aktuell biologi .

Forskarna genomförde en serie kontrollerade laboratorieexperiment vid korallakvariets anläggning vid University of Southampton. De fann att under färgglada blekningsevenemang, koraller producerar vad som faktiskt är ett eget solskyddslager, visar sig som en färgstark display. Vidare, man tror att den här processen uppmuntrar korallsymbioterna att återvända.

Professor Jörg Wiedenmann, chef för University of Southamptons Coral Reef Laboratory förklarar:"Vår forskning visar att färgstark blekning involverar en självreglerande mekanism, en så kallad optisk återkopplingsslinga, som involverar båda parter i symbiosen. Hos friska koraller, mycket av solljuset tas upp av de fotosyntetiska pigmenten i algsymbionterna. När koraller förlorar sina symbionter, överskottsljuset färdas fram och tillbaka inuti djurvävnaden - reflekteras av det vita korallskelettet. Denna ökade interna ljusnivå är mycket stressande för symbionterna och kan fördröja eller till och med förhindra deras återkomst efter att förhållandena återgår till det normala.

"Dock, om korallcellerna fortfarande kan utföra åtminstone några av sina normala funktioner, trots miljöstressen som orsakade blekning, de ökade interna ljusnivåerna kommer att öka produktionen av färgglada, fotoskyddande pigment. Det resulterande solskyddsskiktet kommer sedan att främja återkomsten av symbionterna. När den återhämtande algpopulationen börjar ta upp ljuset för sin fotosyntes igen, ljusnivåerna inuti korallen kommer att sjunka och korallcellerna kommer att sänka produktionen av de färgglada pigmenten till sin normala nivå."

Forskarna tror att koraller som genomgår denna process sannolikt har upplevt episoder av mild eller kort havsuppvärmning eller störningar i sin näringsmiljö - snarare än extrema händelser.

Dr Cecilia D'Angelo, Föreläsare i molekylär korallbiologi vid Southampton, kommentarer:"Blekning är inte alltid en dödsdom för koraller, koralldjuret kan fortfarande vara vid liv. Om stresshändelsen är tillräckligt mild, koraller kan återupprätta symbiosen med sin algpartner. Tyvärr, senaste episoder av global blekning orsakad av ovanligt varmt vatten har resulterat i hög koralldödlighet, lämnar världens korallrev som kämpar för överlevnad."

Dr Elena Bollati, Forskare vid National University Singapore, som studerade detta ämne under sin doktorsexamen. utbildning vid University of Southampton, tillägger:"Vi rekonstruerade temperaturhistoriken för kända färgglada blekningshändelser runt om i världen med hjälp av satellitbilder. Dessa data överensstämmer utmärkt med slutsatserna från våra kontrollerade laboratorieexperiment, tyder på att färgstark blekning uppstår i samband med korta eller milda episoder av värmestress."

Forskarna uppmuntras av de senaste rapporterna som tyder på att färgstark blekning har inträffat i vissa områden av Stora barriärrevet under den senaste massblekningen där i mars-april 2020. De tror att detta väcker hoppet om att åtminstone några fläckar av världens största revsystem kan ha bättre utsikter till återhämtning än andra, men betona att endast en betydande minskning av växthusgaser i global skala och varaktig förbättring av vattenkvaliteten på regional nivå kan rädda korallreven bortom 2000-talet.