生物学家的研究将海洋条件和珊瑚进化联系起来

Harvey Mudd大学生物学家进行的一金宝搏188论坛项研究提供了证据,证明海洋地球化学推动了珊瑚虫(珊瑚和海葵)的形态进化模式。

一个健康的珊瑚礁,用石石和蛋白质珊瑚。Chinchorro礁石在墨西哥加勒比海。照片由David Paz-Garcia提供

Chinchorro礁石在墨西哥加勒比海。
照片由David Paz-Garcia提供

生物学教授凯瑟琳·麦克法登(Catherine McFadden)、安德里亚·夸特里尼(Andrea Quattrini,曾是HMC的博士后研究员,现在是史密森学会的动物学家和珊瑚策展人)和Estefanía Rodríguez,美国自然历史博物馆的策展人,在8月份的《科学》杂志上发表了这项研究自然生态与进化。科学家们在该项目上花了几年,包括开发一种针对半血清物种基因组测序的目标浓缩技术。

麦克法登、维维安和D.肯尼斯·贝克生命科学教授说:“我们花了大约两年的时间来解决我们开发的DNA测序协议中的所有问题。”“我们直到2018年初才得到这篇论文的序列数据,复杂而耗时的生物信息分析又花了两年时间。”

在太平洋的一个高度漂白的珊瑚礁。照片由詹姆斯·雷默斯和Takuma fujii提供

在太平洋的一个高度漂白的珊瑚礁。照片由詹姆斯·雷默斯和Takuma fujii提供

研究人员分析了来自世界各地的博物馆系列的数百种Anthozoan标本,然后将分子数据与化石证据对齐。结果是一种系统发育,表明Anthozoans已经存在7.7亿年,足够长的气候变化,海洋化学的波动和几种大规模灭绝。它还提供了一种预测石珊瑚和软珊瑚如何在即将到来的全球变暖和海洋酸化的票价的框架。

简而言之,石珊瑚(建造珊瑚礁基础的坚硬珊瑚)可能会在不断变化的环境条件下继续减少。然而,Anthozoa的进化史表明了其他群体(软珊瑚,银源)在唤醒时将持续和多样化。

Several students in McFadden’s lab contributed to this research and related projects, including Alicia Pentico ’19, Justin Jiang ’23 (as a high school student!), Brooks Macdonald ’20, Johnson Hoang ’20, Natasha Floerke ’19, Katie Erickson ’19, Aaron Friend ’17 and Emily Petroni ’21.

麦克法登说:“我们还有其他几篇与这次研究密切相关的论文,我们正在研究,希望在今年晚些时候或明年初发表。”

游泳在漂白的珊瑚礁的潜水员。照片由詹姆斯·雷默斯和Takuma fujii提供

游泳在漂白的珊瑚礁的潜水员。照片由詹姆斯·雷默斯和Takuma fujii提供

2019年,McFadden获得了新的国家科学基金会赠款,支持她的实验室软珊瑚研究。“我们将继续使用我们为此开发的测序方法自然生态与进化研究印度-太平洋珊瑚礁软珊瑚的论文,”她说。安德里亚将帮助监督该项目的生物信息分析,并将邀请本科生实习生在史密森尼博物馆参与该项目。我们的主要目标是确定实际上有多少物种(我们目前还不知道),以及哪些物种在哪里被发现。”