$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Глобальное потепление и сопутствующее изменение окружающей среды непосредственно сказываются на здоровье и распределение тропических морских кораллов 1-4. Наблюдаются множественные удары, в том числе обесцвечивания кораллов и появлением инфекционных заболеваний 5-6. Тем не менее, более точный прогноз будущей кораллового ответ на эти экологических угроз потребует гистологическое "базовый" устанавливается, что определяет тканей морфологию и состав клеток и распределение для «практически здоровых» кораллов. В свою очередь, "влияние" кораллы могут быть количественно по сравнению. Кроме того, эта базовая должны быть установлены для практически здоровых кораллов в различных условиях окружающей среды, так что "здоровая реакция" также можно судить по градиентов окружающей среды. В качестве первого шага на пути к созданию этой базовой линии, 3D исследование высокого разрешения была предпринята, как практически здоровых коралловых полипов тканиморфология и клеточный состав реагирует на увеличение в глубине (WD) и сопровождающие снижением солнечного света излучения. Результаты могут быть использованы для установления более полное механическое понимание коралловый адаптации, а также, чтобы разобраться в коралловом-симбионтов эволюции и усиление света уборки.
Каменистые кораллы (Scleractinia) являются колониальные морские беспозвоночные животные, которые выступают в качестве принимающих сложной сборки других микроорганизмов, совместно именуемые коралл holobiont 7-10. Исследования, проведенные в настоящей работе стремится использовать набор технологий передовые изображений одновременно отслеживать изменения с увеличением глубины в ткани пигментов и симбиотических зооксантелл практически здоровых кораллов принимающих. Это позволит создать необходимый сравнительный ткани клеток "базовый" через батиметрическом градиента для практически здоровых кораллов и выступать в качестве индикаторов кораллового слухLTH 10. Коралловые пигменты, называемые хроматофоры, действовать, чтобы поглотить, отражают, разброс, преломляют, преломлять или иным образом вмешиваться в падающей солнечной радиации 11. Зооксантеллы-chromatophore эндосимбиотических отношения позволило коэволюции стратегически выгодном оптимизации светособирающего и скелетных стратегий роста, а также трофические пластичности (стратегии перехода кормления обратно и вперед от автотрофность в гетеротрофией) для кораллового животного 12.
Южной части Карибского бассейна островное государство Кюрасао (ранее часть Нидерландских Антильских островов) находится примерно в 65 км к северу от Венесуэлы в субширотных Аруба-La Бланкия архипелага (рисунок 1А). 70 км южное побережье Кюрасао содержит непрерывную современный и миоцена-плиоцена-плейстоцена-голоцена древняя окантовкой коралловых рифов тракт 13,14. Среднегодовая SST на Кюрасао варьирует в пределах примерно 3 ° C ANгодно, начиная от минимальной 26 ° С в конце января до максимума 29 ° C в начале сентября, с среднегодовой температуры 27,5 ± 0,5 ºC (NOAA SST наборов данных, 2000-2010). Коралловый риф в Плайя-Калки (12 ° 22'31.63 "N, 69 ° 09'29.62" W), лежа рядом с северо-западной оконечности Кюрасао (Рисунок 1А), был выбран для отбора проб, потому что он был ранее хорошо изученный и Морская экосистема в этом месте купается в пресной nonpolluted морской 7,15-19. . Двух тесно связанных склерактиниевых видов кораллов, М. annularis и M faveolata, были выбраны для экспериментов и анализа в данном исследовании, потому что каждого вида: (1) экспонаты совершенно разных и непересекающиеся батиметрические распределения на рифе тракта по отношению к шельфа и связанные обстановки осадконакопления карбонат осадочные (М. диапазон annularis = 0-10 м WD; М. faveolataДиапазон = 10-20 м WD 20; Фигуры 1В, 2А, и 2В); (2) является общим коралловый риф рамки строителя всем Карибском море 21; и (3) имеет хорошо изученный экологическую, физиологические, и эволюционные отношения 22.
Выборки поле для настоящего исследования была проведена с использованием стандартных методик, ныряя с аквалангом оффшорные Плайя Калки на Кюрасао. Мелкой к глубокой воде батиметрическая трансект было установлено, что натыкался на полке, над шельфа, и в глубоководной среде передних рифов. Видимо здоровые коралловые головы Затем были выявлены для отбора проб по этому батиметрическом разреза, в том числе: (1) три индивидуальный ~ 1 м в диаметре коралловых глав М. annularis, все из которых были на 5 м глубины воды (WD); и (2) три отдельные ~ 1 м в диаметре коралловые руководители М. faveolata, все из которых были в 12 м WD. Фотосинтетически активной радиации (ФАР) измеряли как 33-36% PAR на расстоянии 5 м WD и 18-22% PAR на расстоянии 10 м WD. Отбор проб проводился в январе, когда SST было 26 ° C на глубине как 5 м и 12 м. Каждый из этих шести кораллов отбирали в трех повторах в эквивалентных пространственных положений (то есть., Около 45 ° северной широты на каждой из шести полусферических кораллов). Каждый образец состоял из 2,5 см диаметром ткани кораллов-скелет основной биопсии, что были собраны с очищенной арки удар. Три коралловые ткани-скелет биопсии пробы на стандартный аквалангом с руками в перчатках от каждого из кораллов (9 из М. annularis колонии на расстоянии 5 м WD и 9 из М. faveolata в 12 м WD). Сразу же после сбора на глубине, каждый биопсии образец керна помещали в стерильный 50 мл полипропиленовую центрифужную пробирку, завинчивающейся крышкой запечатан, и возвращается на поверхность. Морская вода сливали из каждой трубки центрифуги и каждое ядро биопсия затем погружают, хранятся и транспортируются в 4% параформальдегида.
визуализации SBFI ранее были выполнены в широком диапазоне биологических образцов, в том числе весь мозг и вся-сердечных тканей человека, интактных эмбрионов мыши, зебры эмбрионов рыб, а также несколько типов образцов животных с интактными костей 23-30. Большинство этих исследований, используемых оптический / световой микроскопии либо флуоресценции или методов в светлом поле. Тем не менее, исследования были проведены на очень больших увеличениях с помощью сканирующего электронного серийного блока изображений лица в прошлом 31. В настоящем исследовании, модифицированный протокол SBFI была разработана для и наносили на кораллов в первый раз. Потому М. annularis и М. faveolata коралловые полипы 1-2 мм в толщину, ни один из обычных световых методов микроскопии не было бы способны проникать на всю толщину коралловых полипов ткани. Поэтому, у нас есть SBFI протокол подготовки образца, специально разработанный для коралловых образцов. Кроме того, мы специально созданных держатель Стереомикроскоп, Который моторизованные двигаться в обоих направлениях Х и Y.. Этот аппарат принимает изображения блока грани образца вместо сбора разделы с помощью регулярного микротом перед микроскопом. Мы также представила еще одну нелинейного оптического двухфотонную микроскопическую технику для изображения тех же коралловых полипов по всей толщине коралловых тканей. Это позволяет преодолеть ограничения, налагаемые SBFI в плане удаления накипи и возможностью изменения тканей морфологии и объема (усадки), которые могут быть вызваны пробоподготовки (обезвоживание) и протоколов обработки. Кроме того, профили выбросов от кораллов были спектрально решен определить свои пиковые выбросы и колебания между хроматофоров и фотосинтетического зооксантеллами. Эти результаты были оценены в контексте используемого метода и их отдельных преимуществ в отношении времени приобретения, время анализа, и способности решать мелкие детали строения без ущерба улuctural целостность коралловых ткани.