Published September 3, 2021 | Version v1
Publication Open

Physiological Response of Shallow-Water Hard Coral Acropora digitifera to Heat Stress via Fatty Acid Composition

Creators

  • 1. Universiti Malaysia Terengganu

Description

Heat stress disturbs the mutualistic relationship between the hard corals and the symbiotic algae, which cause coral bleaching. A wide array of biochemical parameters is used to demonstrate the phenomenon. This study exposed a shallow-water hard coral, Acropora digitifera , to a series of elevated temperatures over time while the interaction between Symbiodiniaceae (SD) density, antioxidants activities, fatty acid (FA) composition, and putative FA health indicators was evaluated. Heat stress caused a substantial loss in SD densities, consequently regulated the antioxidant activities and caused significant changes in FA composition. There was a lack of evidence showing A. digitifera experienced oxidative stress; nonetheless, a significant decrease of monounsaturated fatty acid as (MUFA) and polyunsaturated fatty acid (PUFA) during the thermally induced experiment demonstrated that corals utilize their unsaturated FA as a final barrier or as a repair system against oxidative damage once the antioxidant enzyme cannot cope with stress condition. The lower ratio of putative FA health indicators [i.e., n-3 LC:n-6 LC, eicosapentaenoic acid (EPA):arachidonic acid (ARA), and docosahexaenoic acid (DHA):ARA] characterized an unhealthy coral. The loss of SD density was significantly correlated with certain PUFA markers [i.e., linolenic acid (18:3n6), 20:5n3, and 22:6n3] and putative FA health indicator (i.e., n-3 LC:n-6 LC, EPA:ARA, and DHA:ARA). These notably imply that the FA linked with the symbiont can be a potential health indicator for assessing the effect of the environmental stressor on coral. This study also revealed the regulation of FAs during stress conditions, especially when heterotrophic feeding is limited. Future studies on FA profiles toward antagonistic or synergistic effects will offer a better understanding of the nature of this relationship under a harsh climate.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يزعج الإجهاد الحراري العلاقة المتبادلة بين الشعاب المرجانية الصلبة والطحالب التكافلية، والتي تسبب ابيضاض المرجان. يتم استخدام مجموعة واسعة من المعلمات البيوكيميائية لإثبات هذه الظاهرة. عرّضت هذه الدراسة مرجانًا صلبًا في المياه الضحلة، Acropora digitifera ، لسلسلة من درجات الحرارة المرتفعة بمرور الوقت بينما تم تقييم التفاعل بين كثافة Symbiodiniaceae (SD) وأنشطة مضادات الأكسدة وتكوين الأحماض الدهنية (FA) والمؤشرات الصحية المفترضة لـ FA. تسبب الإجهاد الحراري في خسارة كبيرة في كثافات SD، وبالتالي تنظيم الأنشطة المضادة للأكسدة وتسبب في تغييرات كبيرة في تكوين FA. كان هناك نقص في الأدلة التي تظهر أن A. digitifera تعرضت للإجهاد التأكسدي ؛ ومع ذلك، أظهر انخفاض كبير في الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة مثل (MUFA) والأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFA) أثناء التجربة المستحثة حرارياً أن الشعاب المرجانية تستخدم FA غير المشبعة كحاجز نهائي أو كنظام إصلاح ضد التلف التأكسدي بمجرد عدم قدرة الإنزيم المضاد للأكسدة على التعامل مع حالة الإجهاد. تتميز النسبة المنخفضة للمؤشرات الصحية المفترضة لـ FA [أي n -3 LC:n -6 LC، وحمض eicosapentaenoic (EPA): حمض الأراكيدونيك (ARA)، وحمض الدوكوساهيكسانويك (DHA):ARA] بشعاب مرجانية غير صحية. ارتبط فقدان كثافة SD بشكل كبير مع بعض علامات PUFA [أي حمض اللينولينيك (18: 3n6)، 20: 5n3، و 22: 6n3] ومؤشر صحة FA المفترض (أي n -3 LC:n -6 LC، EPA:ARA، و DHA:ARA). تشير هذه بشكل خاص إلى أن FA المرتبط بالتكافل يمكن أن يكون مؤشرًا صحيًا محتملاً لتقييم تأثير الضغوط البيئية على المرجان. كشفت هذه الدراسة أيضًا عن تنظيم FAs أثناء ظروف الإجهاد، خاصة عندما تكون التغذية المتغايرة محدودة. ستوفر الدراسات المستقبلية حول ملامح FA نحو التأثيرات العدائية أو التآزرية فهمًا أفضل لطبيعة هذه العلاقة في ظل مناخ قاسٍ.

Translated Description (French)

Le stress thermique perturbe la relation mutualiste entre les coraux durs et les algues symbiotiques, qui provoquent le blanchiment des coraux. Un large éventail de paramètres biochimiques est utilisé pour démontrer le phénomène. Cette étude a exposé un corail dur d'eau peu profonde, Acropora digitifera , à une série de températures élevées au fil du temps, tandis que l'interaction entre la densité des Symbiodiniaceae (SD), les activités antioxydantes, la composition en acides gras (AF) et les indicateurs de santé putatifs de l'AF a été évaluée. Le stress thermique a entraîné une perte substantielle des densités de SD, régulant par conséquent les activités antioxydantes et provoquant des changements significatifs dans la composition de l'AF. Il y avait un manque de preuves montrant qu'A. digitifera a subi un stress oxydatif ; néanmoins, une diminution significative des acides gras monoinsaturés (AGMI) et des acides gras polyinsaturés (AGPI) au cours de l'expérience induite thermiquement a démontré que les coraux utilisent leur AF insaturé comme barrière finale ou comme système de réparation contre les dommages oxydatifs une fois que l'enzyme antioxydante ne peut pas faire face à la condition de stress. Le ratio plus faible d'indicateurs de santé présumés de l'AF [c.-à-d. LC n-3 : LC n-6, acide eicosapentaénoïque (EPA) : acide arachidonique (ARA) et acide docosahexaénoïque (DHA) :ARA] caractérisait un corail malsain. La perte de densité SD était significativement corrélée avec certains marqueurs PUFA [à savoir, l'acide linolénique (18:3n6), 20:5n3 et 22:6n3] et l'indicateur de santé AF putatif (à savoir, LC n-3 : LC n-6, EPA :ARA et DHA :ARA). Ceux-ci impliquent notamment que l'AF liée au symbiote peut être un indicateur de santé potentiel pour évaluer l'effet du stress environnemental sur le corail. Cette étude a également révélé la régulation des AG dans des conditions de stress, en particulier lorsque l'alimentation hétérotrophe est limitée. Les futures études sur les profils d'AF vers des effets antagonistes ou synergiques offriront une meilleure compréhension de la nature de cette relation sous un climat rude.

Translated Description (Spanish)

El estrés por calor perturba la relación mutualista entre los corales duros y las algas simbióticas, que causan el blanqueamiento de los corales. Se utiliza una amplia gama de parámetros bioquímicos para demostrar el fenómeno. Este estudio expuso a un coral duro de aguas poco profundas, Acropora digitifera , a una serie de temperaturas elevadas a lo largo del tiempo, mientras se evaluaba la interacción entre la densidad de Symbiodiniaceae (SD), las actividades antioxidantes, la composición de ácidos grasos (FA) y los supuestos indicadores de salud de FA. El estrés por calor causó una pérdida sustancial en las densidades SD, en consecuencia, reguló las actividades antioxidantes y causó cambios significativos en la composición de FA. Hubo una falta de evidencia que demostrara que A. digitifera experimentó estrés oxidativo; sin embargo, una disminución significativa de ácidos grasos monoinsaturados como (MUFA) y ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) durante el experimento inducido térmicamente demostró que los corales utilizan su FA insaturado como una barrera final o como un sistema de reparación contra el daño oxidativo una vez que la enzima antioxidante no puede hacer frente a la condición de estrés. La menor proporción de supuestos indicadores de salud de FA [es decir, LC n-3: LC n-6, ácido eicosapentaenoico (EPA): ácido araquidónico (ARA) y ácido docosahexaenoico (DHA):ARA] caracterizó a un coral poco saludable. La pérdida de densidad SD se correlacionó significativamente con ciertos marcadores de PUFA [es decir, ácido linolénico (18:3n6), 20:5n3 y 22:6n3] e indicador de salud de FA putativo (es decir, LC n-3: LC n-6, EPA:ARA y DHA:ARA). Esto implica en particular que el AF vinculado con el simbionte puede ser un indicador potencial de salud para evaluar el efecto del factor estresante ambiental en el coral. Este estudio también reveló la regulación de los AF durante condiciones de estrés, especialmente cuando la alimentación heterótrofa es limitada. Los estudios futuros sobre los perfiles de AF hacia efectos antagónicos o sinérgicos ofrecerán una mejor comprensión de la naturaleza de esta relación en un clima hostil.

Files

pdf.pdf

Files (2.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:bd20db9c086081c55216fc79103e6766
2.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الاستجابة الفسيولوجية للأكروبورات المرجانية الصلبة في المياه الضحلة للإجهاد الحراري عن طريق تكوين الأحماض الدهنية
Translated title (French)
Réponse physiologique du corail dur peu profond Acropora digitifera au stress thermique via la composition en acides gras
Translated title (Spanish)
Respuesta fisiológica de la Acropora digitifera de coral duro de aguas poco profundas al estrés térmico a través de la composición de ácidos grasos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3197504645
DOI
10.3389/fmars.2021.715167

Is supplement to
https://openalex.org/W3106630532 (Other)
https://openalex.org/W2972854100 (Other)
https://openalex.org/W2810873340 (Other)
https://openalex.org/W2253586122 (Other)
https://openalex.org/W2189526387 (Other)
https://openalex.org/W2110639277 (Other)
https://openalex.org/W2093732096 (Other)
https://openalex.org/W2048345918 (Other)
https://openalex.org/W2010561619 (Other)
https://openalex.org/W1981091569 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W133867640
  • https://openalex.org/W1482940750
  • https://openalex.org/W1536923222
  • https://openalex.org/W1768247331
  • https://openalex.org/W1907849845
  • https://openalex.org/W1965256349
  • https://openalex.org/W1973290385
  • https://openalex.org/W1983135948
  • https://openalex.org/W1988116763
  • https://openalex.org/W1999650318
  • https://openalex.org/W2000457174
  • https://openalex.org/W2001975982
  • https://openalex.org/W2008440533
  • https://openalex.org/W2015045796
  • https://openalex.org/W2022131984
  • https://openalex.org/W2025639892
  • https://openalex.org/W2026295297
  • https://openalex.org/W2030434878
  • https://openalex.org/W2032627756
  • https://openalex.org/W2033396431
  • https://openalex.org/W2035896978
  • https://openalex.org/W2040846235
  • https://openalex.org/W2042045760
  • https://openalex.org/W2042187076
  • https://openalex.org/W2053798772
  • https://openalex.org/W2056132502
  • https://openalex.org/W2058504047
  • https://openalex.org/W2061511772
  • https://openalex.org/W2063530359
  • https://openalex.org/W2066880188
  • https://openalex.org/W2067601855
  • https://openalex.org/W2069226066
  • https://openalex.org/W2069864946
  • https://openalex.org/W2077548556
  • https://openalex.org/W2084236773
  • https://openalex.org/W2086993800
  • https://openalex.org/W2090640761
  • https://openalex.org/W2092789246
  • https://openalex.org/W2093116955
  • https://openalex.org/W2093666553
  • https://openalex.org/W2095352948
  • https://openalex.org/W2104180183
  • https://openalex.org/W2108438327
  • https://openalex.org/W2131354222
  • https://openalex.org/W2132648585
  • https://openalex.org/W2140887442
  • https://openalex.org/W2155388981
  • https://openalex.org/W2159449658
  • https://openalex.org/W2170531650
  • https://openalex.org/W2522439958
  • https://openalex.org/W2563197419
  • https://openalex.org/W2754394790
  • https://openalex.org/W2791386016
  • https://openalex.org/W2810678506
  • https://openalex.org/W2894422127
  • https://openalex.org/W2914672565
  • https://openalex.org/W2957410388
  • https://openalex.org/W2962293562
  • https://openalex.org/W2969479816
  • https://openalex.org/W2992289872
  • https://openalex.org/W3124564635
  • https://openalex.org/W4293247451