研究表明珊瑚組織內(nèi)的有用細(xì)菌可以作為珊瑚礁健康的指標(biāo)

一項(xiàng)確定珊瑚組織內(nèi)細(xì)菌功能的研究發(fā)現(xiàn)，它可以作為一個(gè)“中間人”，將周圍藻類的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為珊瑚可以吸收能量的狀態(tài)。

隨著科學(xué)家尋找解決世界珊瑚種群迅速減少的方法 - 在過去三十年中珊瑚種群縮減了30% - 他們熱衷于解開珊瑚與細(xì)菌之間的共生關(guān)系。

人們?cè)缇椭?，包圍和保護(hù)珊瑚的粘液外層充滿了細(xì)菌。但是，阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)(KAUST)和伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)的一組研究人員發(fā)現(xiàn)，兩者之間的關(guān)系可以更加持久。

珊瑚物種Stylophora pistillata中的大部分細(xì)菌生物量- 在印度和西太平洋海洋中發(fā)現(xiàn)的一種珊瑚礁珊瑚 - 被發(fā)現(xiàn)位于珊瑚細(xì)胞內(nèi)。這種內(nèi)共生可能是維持珊瑚健康的原因。

“在珊瑚的外層粘液上發(fā)現(xiàn)細(xì)菌是一回事，而在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)找到它則是另一回事，”該研究的共同作者，海洋科學(xué)家克里斯蒂安·沃爾斯特拉說。提到海洋動(dòng)物中這種現(xiàn)象的罕見性。“我們需要了解為什么珊瑚會(huì)讓細(xì)菌在其細(xì)胞中定殖。”

研究人員使用熒光原位雜交技術(shù)，這是一種用于探測(cè)特定標(biāo)記DNA序列的遺傳物質(zhì)的常用技術(shù)，用于檢測(cè)珊瑚組織中的細(xì)菌并確定其位置。

他們發(fā)現(xiàn)細(xì)菌屬Endozoicomonas的細(xì)胞內(nèi)萼形柱珊瑚比任何其他細(xì)菌更大的量。他們?cè)趹?yīng)用與環(huán)境微生物學(xué)1發(fā)表的論文中表示，這表明它比預(yù)期的更為先進(jìn)的共生關(guān)系。

細(xì)菌在珊瑚細(xì)胞內(nèi)形成一種獨(dú)特的葡萄狀結(jié)構(gòu)。“必須有一個(gè)特定的產(chǎn)品，他們打破了，”Voolstra解釋說。雖然有不同的假設(shè)試圖解釋這種共定位，但KAUST和WHOI研究人員將把他們正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)集中在珊瑚的新陳代謝上。

共生與健康

了解這種細(xì)菌的功能可能使其成為珊瑚健康的一個(gè)非常有用的指標(biāo)。

由于大多數(shù)珊瑚生活在營(yíng)養(yǎng)貧瘠的水域，95%的能量來自與它們一起生活的光合藻類捕獲的陽光。Voolstra和他的團(tuán)隊(duì)建議細(xì)菌可以將藻類中的一些光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為珊瑚可以使用的形式。

為了驗(yàn)證這一假設(shè)，研究人員正在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)幾種內(nèi)源性單胞菌的培養(yǎng)物，從中可以分離和表征代謝物。“希望這會(huì)告訴我們更多關(guān)于他們的目的，”Voolstra說。

“如果我們發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌特別擅長(zhǎng)合成一種化合物，那么下一步就是確定與珊瑚有關(guān)的化合物。”

對(duì)珊瑚免疫力的理解尚處于起步階段，因?yàn)樯汉鞣肿由飳W(xué)的研究?jī)H在10年前才開始。“雖然對(duì)珊瑚的健康有害是顯而易見的，科學(xué)家并不了解什么是有益的，”Voolstra說。“如果我們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌實(shí)際上對(duì)珊瑚有益，那么這將是一個(gè)很好的指標(biāo)。”

埃及蘇伊士運(yùn)河大學(xué)的海洋生物學(xué)家，赫爾格達(dá)環(huán)境保護(hù)與保護(hù)協(xié)會(huì)(HEPCA)的首席科學(xué)家Mahmoud Hanafy建議將這些細(xì)菌用作保護(hù)主義者的報(bào)警系統(tǒng)。

“這一發(fā)現(xiàn)非常重要，因?yàn)榱私膺@種細(xì)菌的功能可能使其成為珊瑚健康的一個(gè)非常有用的指標(biāo)，”他說。

主要由氣候變化，海洋酸化，沿海退化和過度捕撈引起的這些水下森林的迅速萎縮沒有顯示出減弱的跡象。

“了解這些細(xì)菌與珊瑚之間的共生關(guān)系將擴(kuò)大我們對(duì)這種生物體如何運(yùn)作的了解，這反過來有助于保護(hù)它，”Hanafy說。

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