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Illuminating Cassiopea jellyfish: biochemical revelations from metabolism to coloration under ultraviolet A and photosynthetically active radiation
Frontiers in Marine Science ( IF 2.8 ) Pub Date : 2024-12-19 , DOI: 10.3389/fmars.2024.1348864 Samir M. Aljbour, Susana Agustí
Frontiers in Marine Science ( IF 2.8 ) Pub Date : 2024-12-19 , DOI: 10.3389/fmars.2024.1348864 Samir M. Aljbour, Susana Agustí
Sunlight, including ultraviolet (UVA and UVB) and photosynthetically active radiation (PAR), is vital for the physiology of invertebrates with symbiotic Symbiodiniaceae. While the effects of UVB and PAR are well-studied, the impact of UVA remains underexplored. This study investigates the effects of varying UVA and PAR intensities on the metabolic, oxidative, and photosynthetic responses of Cassiopea andromeda jellyfish. Over 18 days, 24 medusae were exposed to four light treatments: low PAR (± low UVA) and high PAR (± high UVA). Results showed significant increases in jellyfish mass and umbrella diameter, with no differences between treatment groups. PAR intensity primarily drove aerobic respiration and photosynthesis, with reduced PAR enhancing ETS activity and chlorophyll-a concentration, while UVA had less effect. ETS activity was positively correlated with chlorophyll-a concentration but negatively with jellyfish size. Both high PAR and high UVA exposure increased lipid peroxidation (LPO), with the highest levels under combined high PAR and UVA. These findings show that UVA does not directly affect photosynthesis but might enhances oxidative stress when combined with high PAR, increasing LPO. Despite oxidative stress, jellyfish showed consistent growth and normal morphology, highlighting their resilience to varying light. Color changes linked to PAR exposure indicated shifts in algal symbiont density. This study highlights the adaptive capacity of C. andromeda jellyfish to fluctuating light, emphasizing PAR’s role in regulating metabolism and oxidative stress. It also offers new insights into UVA’s underexplored impact on jellyfish physiology, paving the way for future research on UVA’s broader effects on marine invertebrates.
中文翻译:
前沿 |照亮仙后座水母:紫外线 A 和光合有效辐射下从新陈代谢到着色的生化启示
阳光,包括紫外线(UVA 和 UVB)和光合有效辐射 (PAR),对无脊椎动物与共生共生的 Symbiodiniaceae 的生理机能至关重要。虽然 UVB 和 PAR 的影响得到了很好的研究,但 UVA 的影响仍未得到充分探索。本研究调查了不同 UVA 和 PAR 强度对仙后座水母代谢、氧化和光合作用反应的影响。在 18 d 内,24 株水母暴露于 4 种光处理:低 PAR (± 低 UVA) 和高 PAR (± 高 UVA)。结果显示水母质量和伞直径显著增加,处理组之间没有差异。PAR 强度主要驱动有氧呼吸和光合作用,PAR 降低增强了 ETS 活性和叶绿素-a 浓度,而 UVA 的影响较小。ETS 活性与叶绿素-a 浓度呈正相关,但与水母大小呈负相关。高 PAR 和高 UVA 暴露都会增加脂质过氧化 (LPO),在高 PAR 和 UVA 联合下水平最高。这些发现表明,UVA 不会直接影响光合作用,但当与高 PAR 结合时可能会增强氧化应激,从而增加 LPO。尽管受到氧化应激,但水母表现出一致的生长和正常的形态,突出了它们对不同光线的适应能力。与 PAR 暴露相关的颜色变化表明藻类共生体密度的变化。本研究强调了仙女座水母对波动光的适应能力,强调了 PAR 在调节新陈代谢和氧化应激中的作用。它还为 UVA 对水母生理学的未充分探索的影响提供了新的见解,为未来研究 UVA 对海洋无脊椎动物的更广泛影响铺平了道路。
更新日期:2024-12-19
中文翻译:
前沿 |照亮仙后座水母:紫外线 A 和光合有效辐射下从新陈代谢到着色的生化启示
阳光,包括紫外线(UVA 和 UVB)和光合有效辐射 (PAR),对无脊椎动物与共生共生的 Symbiodiniaceae 的生理机能至关重要。虽然 UVB 和 PAR 的影响得到了很好的研究,但 UVA 的影响仍未得到充分探索。本研究调查了不同 UVA 和 PAR 强度对仙后座水母代谢、氧化和光合作用反应的影响。在 18 d 内,24 株水母暴露于 4 种光处理:低 PAR (± 低 UVA) 和高 PAR (± 高 UVA)。结果显示水母质量和伞直径显著增加,处理组之间没有差异。PAR 强度主要驱动有氧呼吸和光合作用,PAR 降低增强了 ETS 活性和叶绿素-a 浓度,而 UVA 的影响较小。ETS 活性与叶绿素-a 浓度呈正相关,但与水母大小呈负相关。高 PAR 和高 UVA 暴露都会增加脂质过氧化 (LPO),在高 PAR 和 UVA 联合下水平最高。这些发现表明,UVA 不会直接影响光合作用,但当与高 PAR 结合时可能会增强氧化应激,从而增加 LPO。尽管受到氧化应激,但水母表现出一致的生长和正常的形态,突出了它们对不同光线的适应能力。与 PAR 暴露相关的颜色变化表明藻类共生体密度的变化。本研究强调了仙女座水母对波动光的适应能力,强调了 PAR 在调节新陈代谢和氧化应激中的作用。它还为 UVA 对水母生理学的未充分探索的影响提供了新的见解,为未来研究 UVA 对海洋无脊椎动物的更广泛影响铺平了道路。