Korallen haben die Fähigkeit, verschiedene Pigmente zu synthetisieren, die für ihre charakteristische, lebhafte Färbung verantwortlich sind. Die meisten Korallenwirtspigmente sind dem grünen fluoreszierenden Protein (GFP) ähnliche Pigmente mit vielfältigen spektralen Eigenschaften, die fast das gesamte sichtbare Spektrum abdecken, wobei die Pigmente von Cyan bis Rot fluoreszieren. Die Art des Pigments, das eine Koralle synthetisieren kann, variiert inter- und intraspezifisch. Die genaue Rolle der Wirtspigmente in der Korallenbiologie ist jedoch noch nicht vollständig geklärt. Wirtspigmente haben die Fähigkeit, lokale Lichtfelder zu verändern und könnten so dazu beitragen, die Lichteinwirkung der Photosymbionten zu optimieren. Eine solche Feinabstimmung der Lichtmikroumgebung könnte es dem Holobionten ermöglichen, sich an breitere Umweltbedingungen anzupassen. Zu den möglichen Mechanismen gehören der Energietransfer zwischen Wirtspigmenten sowie die Modulation ihrer Streueigenschaften über Gewebeplastizität und Granulatbildung, die die Verteilung und Organisation der Wirtspigmente im Korallengewebe beeinflussen. Diese Mechanismen können je nach Umgebung der Koralle entweder Lichtschutz oder Lichtverstärkung ermöglichen. In dieser Übersicht fassen wir den aktuellen Wissensstand über die Verbindung zwischen Wirtspigmenten und Symbiontenphotosynthese bei riffbildenden Korallen zusammen, diskutieren ihn und erörtern die Grenzen und Herausforderungen der experimentellen Untersuchung dieses Zusammenhangs.
Basierend auf ihren spektralen Eigenschaften können Wirtspigmente grob in CFPs, GFPs, RFPs und nicht fluoreszierende CPs eingeteilt werden. Basierend auf ihren Regulierungseigenschaften können Wirtspigmente als lichtinduziert (wie die CFPs und GFPs, die in einigen Montipora-Arten vorkommen) oder konstitutiv (wie das GFP, das in einigen Euphyllia-Arten vorkommt) kategorisiert werden, je nachdem, ob die Transkription ihrer jeweiligen Gene durch blaues Licht induziert wird oder nicht. Posttranslationale Photokonversion kann auch die spektralen Eigenschaften von Wirtspigmenten verändern, indem sie ihre Emissionsfarbe nach der Einwirkung von UV-Licht von Grün nach Rot ändert (wie beim pcRFP von Echinophyllia-Arten beobachtet). Wirtspigmente können ektodermal oder gastrodermal, über oder unter den Symbionten verteilt sein, und sie können diffus im Zytoplasma angeordnet oder in dichte Granula gepackt sein. Darüber hinaus können Kontraktion und Expansion die optischen Eigenschaften des Gewebes und die Anordnung der Wirtspigmente dynamisch verändern. Zusammen bestimmen diese Eigenschaften letztlich die Qualität und Quantität des Lichts, das die Symbiontenzelle erreicht und somit für die Photosynthese zur Verfügung steht.
Mehr Informationen: Front. Mar. Sci., 19 July 2023,, Sec. Coral Reef Research. Volume 10 – 2023 | https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1204843