珊瑚虫在满月时会大量排卵，科学家对其中的原因一直迷惑不解。澳洲科学家近日通过遗传分析发现，与一些昆虫和脊椎动物一样，珊瑚也要依靠一种光觉蛋白——蓝光受体（cryptochromes）以按时排卵。这一发现表明，这种定时蛋白分子的存在时间比之前认为的要早几百万年。相关论文10月19日发表在《科学》上。
之前有研究发现，一些物种，比如水母，拥有简单的“眼睛”使它们能够感受光。珊瑚没有类似的专门器官，但是它却能按照月亮光线的变化定时排卵。这样做的好处在于能够最大化受精几率，并能使幼虫能更好地随着潮汐扩散。长期以来，科学家一直想弄清，在其它一些物种感受光过程中发挥功能的蓝光受体是否在珊瑚中也起到了作用。
在最新的研究中，澳大利亚昆士兰大学的海洋生物学家Oren Levy和研究小组利用小鼠、果蝇等动物体内的蓝光受体基因片断，探测了多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)的基因组。研究人员发现了四种蓝光受体基因并对其中两种进行了深入研究，结果发现，这两种基因与其它物种中的蓝光受体基因存在远古亲缘关系。研究人员推测，有可能正是这两种基因帮助最初的珊瑚和水母产生了进化，从而能够潜入海底深处以躲避太阳的紫外线伤害。
研究人员监测了一个月运周期里这两种基因的活动情况，以弄清它们是否遵循着一个特别的时间表。结果发现，在一天的时间里，其中一个基因在黎明时分开始大量表达蛋白，另外一个则在中午十分活跃，到了晚上，两个基因都会沉寂下来。当被24小时放置在黑暗中时，两个基因的活性会上下起伏波动，证实了光线对它们的影响。而且，其中一个基因在满月的时候会完全开启，表明它与珊瑚的产卵时间有重要关系。
美国国家海洋和大气局（U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration）的Margaret Miller认为，此次研究对于我们理解珊瑚的大量排卵有很好的帮助。她同时希望此次发现能够为科学家提供线索，以弄清加勒比海麋角珊瑚(elkhorn coral)无法正常排卵是自然现象还是环境压力导致的结果。英国纽卡斯尔大学的海洋生物学家James Guest表示，这一发现将有助于珊瑚礁保护。他说：“有性生殖可能是修复破损珊瑚礁最重要的过程，所以理解珊瑚生殖时间的深层机制是非常重要的。”（科学网 梅进/编译）
原始出处:
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.
