珊瑚蟲在滿月時會大量排卵,，科學家對其中的原因一直迷惑不解,。澳洲科學家近日通過遺傳分析發(fā)現(xiàn),，與一些昆蟲和脊椎動物一樣,，珊瑚也要依靠一種光覺蛋白——藍光受體（cryptochromes）以按時排卵,。這一發(fā)現(xiàn)表明,，這種定時蛋白分子的存在時間比之前認為的要早幾百萬年。相關論文10月19日發(fā)表在《科學》上,。
之前有研究發(fā)現(xiàn),，一些物種，比如水母,，擁有簡單的“眼睛”使它們能夠感受光,。珊瑚沒有類似的專門器官，但是它卻能按照月亮光線的變化定時排卵,。這樣做的好處在于能夠最大化受精幾率,，并能使幼蟲能更好地隨著潮汐擴散。長期以來,，科學家一直想弄清,，在其它一些物種感受光過程中發(fā)揮功能的藍光受體是否在珊瑚中也起到了作用。
在最新的研究中,，澳大利亞昆士蘭大學的海洋生物學家Oren Levy和研究小組利用小鼠,、果蠅等動物體內的藍光受體基因片斷，探測了多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)的基因組,。研究人員發(fā)現(xiàn)了四種藍光受體基因并對其中兩種進行了深入研究,，結果發(fā)現(xiàn),，這兩種基因與其它物種中的藍光受體基因存在遠古親緣關系。研究人員推測,，有可能正是這兩種基因幫助最初的珊瑚和水母產生了進化,，從而能夠潛入海底深處以躲避太陽的紫外線傷害。
研究人員監(jiān)測了一個月運周期里這兩種基因的活動情況,，以弄清它們是否遵循著一個特別的時間表,。結果發(fā)現(xiàn)，在一天的時間里,，其中一個基因在黎明時分開始大量表達蛋白,，另外一個則在中午十分活躍，到了晚上,，兩個基因都會沉寂下來,。當被24小時放置在黑暗中時，兩個基因的活性會上下起伏波動,，證實了光線對它們的影響,。而且，其中一個基因在滿月的時候會完全開啟,，表明它與珊瑚的產卵時間有重要關系,。
美國國家海洋和大氣局（U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration）的Margaret Miller認為，此次研究對于我們理解珊瑚的大量排卵有很好的幫助,。她同時希望此次發(fā)現(xiàn)能夠為科學家提供線索,，以弄清加勒比海麋角珊瑚(elkhorn coral)無法正常排卵是自然現(xiàn)象還是環(huán)境壓力導致的結果。英國紐卡斯爾大學的海洋生物學家James Guest表示,，這一發(fā)現(xiàn)將有助于珊瑚礁保護,。他說：“有性生殖可能是修復破損珊瑚礁最重要的過程，所以理解珊瑚生殖時間的深層機制是非常重要的,。”（科學網 梅進/編譯）
原始出處:
Science 19 October 2007:
Vol. 318. no. 5849, pp. 467 - 470
DOI: 10.1126/science.1145432
Light-Responsive Cryptochromes from a Simple Multicellular Animal, the Coral Acropora millepora
O. Levy,1 L. Appelbaum,2 W. Leggat,1 Y. Gothlif,3 D. C. Hayward,4,6 D. J. Miller,5,6 O. Hoegh-Guldberg1,5
Hundreds of species of reef-building corals spawn synchronously over a few nights each year, and moonlight regulates this spawning event. However, the molecular elements underpinning the detection of moonlight remain unknown. Here we report the presence of an ancient family of blue-light–sensing photoreceptors, cryptochromes, in the reef-building coral Acropora millepora. In addition to being cryptochrome genes from one of the earliest-diverging eumetazoan phyla, cry1 and cry2 were expressed preferentially in light. Consistent with potential roles in the synchronization of fundamentally important behaviors such as mass spawning, cry2 expression increased on full moon nights versus new moon nights. Our results demonstrate phylogenetically broad roles of these ancient circadian clock–related molecules in the animal kingdom.
1 Centre for Marine Studies, University of Queensland, St. Lucia 4072 QLD, Australia.
2 Center for Narcolepsy and Howard Hughes Medical Institute, Stanford University, Palo Alto, CA, USA.
3 Department of Neurobiochemistry, Faculty of Life Sciences, Tel Aviv University, Israel.
4 Research School of Biological Sciences, Australian National University, Canberra ACT 2601, Australia.
5 Australian Research Council (ARC) Centre of Excellence for Coral Reef Studies, James Cook University, Townsville, QLD 4811, and University of Queensland, St. Lucia 4072 QLD, Australia.
6 ARC Centre for the Molecular Genetics of Development, Research School of Biological Sciences, Australian National University, Canberra, ACT 2601, Australia.
