2016.4.26
潜水员正在沿着莱恩群岛南部的千禧岛的珊瑚礁附近巡游。来源：Jennifer Smith
珊瑚礁面临着许多威胁。海洋酸化，过度捕捞导致的藻类爆发和有害微生物数量剧增都危害着世界上最高产最多样化的海洋系统的健康。
然而，珊瑚礁并非毫无防备。像人类一样，它们有一种特定的免疫系统来保护它们。今天发表在《皇家学会学报B》的一项新的研究发现，珊瑚礁生态系统中发现了一种特定的分子，它在珊瑚礁中扮演着和人类的免疫系统相同的角色。从进化角度来看，这表明分子的免疫功能可以追溯到至少5.5亿年前。
研究人员着手为珊瑚礁生态系统的分子构成编写目录，作为国家地理学会原始海洋项目的一部分。这个项目的根本目标是更好地了解健康海洋生态系统的动态。
“我们的海洋正在迅速恶化，我们需要在‘正常情况’消失之前了解什么是‘正常情况’。” Rob Quinn说，他是这项研究的第一作者，加州大学圣地亚哥分校斯卡格斯药剂学和药剂科学学校项目助理科学家。“我们需要找到健康的珊瑚礁是什么样子的这样才能识别那些将要不健康的。”
作为圣地亚哥州立大学博士后研究员，Qinn和圣地亚哥大学生物学教授Forest Rohwer，加勒比生物多样性研究和管理基金会的Mark Vermeij以及其他同事分析了从太平洋中部，夏威夷南部2000公里的南莱恩群岛的珊瑚礁采集来的珊瑚组织样本。这些珊瑚礁被认为是世界上最偏远最原始的珊瑚礁生态系统。
Qinn使用一种叫做质谱的技术分析组织样本中的分子，即通过调整离子束以挑选出单个存在的分子。看着示值读数，能够发现有一个特别的分子十分突出：血小板激活因子（platelet activating factor），也叫PAF。
“这基本上就是我们在珊瑚中发现的最丰富的分子。”Qinn说。
在人类和其它物种中，PAF被认为是免疫系统的一个重要的组成部分。它引发炎症反应，这是免疫细胞保护机体抵抗病原体的关键步骤。
然后Qinn看着珊瑚组织的分子和基因组成，这些珊瑚同南部莱恩群岛的藻类进行竞争。利用基因测序技术，研究小组发现PAF和负责产生PAF的基因在珊瑚被其竞争者海藻损坏的时候更加丰富。这表明PAF的产生是由于珊瑚与海藻竞争时的压力激活了它的响应。珊瑚的免疫方式几乎与人体对抗感染的方式相同。
研究人员估计，珊瑚和人类的进化谱系分化大约在5.5亿年前。这很有可能在PAF作为免疫分子出现的时候，并且自此成为许多物种的免疫系统的一部分功能。
“尽管我们免疫系统具有复杂性，许多相似的事情已经持续了5.5亿年。”Qinn说。
知道了健康和不健康的珊瑚礁中的PAF水平，就可以为海洋生物学家提供判断这些生态系统健康与否的生物标志物了。他补充道。
来源：http://phys.org/news/2016-04-molecular-armor-coral-reefs.html
翻译：曹元青
审稿：颜磊
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