一个古老的动物需要帮助

珊瑚已经存在了很长时间,在海洋里生活了数百万年,可能甚至在恐龙的存在。目前,珊瑚礁只覆盖1%的海洋区域,但是四分之一海洋动物依靠珊瑚礁生存。在珊瑚礁,这些海洋动物寻找食物,使家园,保护自己免受掠食者,培育他们的年轻(1]。如果珊瑚永远消失了吗?所有其他coral-dependent动物生活在哪里?它肯定会是一个大灾难(图1)。

的一大威胁珊瑚礁是海洋温度的上升。虽然珊瑚已经存在了几百万年,在某些方面他们是脆弱的动物,特别是当它涉及到温度的变化。这是发生了什么:有生物叫做黄藻zoo-uh-zan-thel-ee(明显),这是非常小的,住在大部分的浅水珊瑚。这些黄藻可以执行光合作用;换句话说,他们可以把阳光变成食物。他们是如此有效地生产粮食从阳光,他们可以养活自己和饲料珊瑚。因此,食品和能源的主要来源为这些珊瑚生长来自黄藻,生活在其中。作为回报,珊瑚保护黄藻,提供一些营养物质,帮助他们成长。这个珊瑚和黄藻称为之间的友好关系互利共生。

随着海洋温度的上升,很大程度上是由于全球变暖,温室效应,珊瑚和黄藻之间的友好关系将变得不那么友好。黄藻开始产生更少的食物,以及一些有毒化合物,和珊瑚开始踢他们离开他们的家园。这样,珊瑚失去能量的主要来源,同时也失去了美丽的棕色/绿颜色他们曾经,把白色的。这种现象被称为珊瑚白化(2]。因为黄藻帮助保护来自太阳的珊瑚,珊瑚漂白时,它们是阳光直射的有害影响的保护。在极端的情况下,一些珊瑚会试图保护自己增加自己的蓝色,黄色或紫色的颜色(3]。这些明亮的颜色作为一个防晒霜,最后一些珊瑚必须保护自己免受太阳。

如果珊瑚失去黄藻在很长一段时间,他们将没有必要的能量生存和最终会死亡。这是主要的负面影响海洋温度上升,此时,m&m巧克力可以帮助珊瑚,通过他们的角色益生菌。

伟大的救世主:益生菌

益生菌的微生物,可以用来给生物带来健康的好处他们住在或,这叫做主机。在人类,例如,益生菌已经被用来帮助消化的食物和保护人们免受疾病的入侵致病微生物被称为病原体作斗争。m&m巧克力是好的候选人用作益生菌,因为这些生物是已知为宿主提供好处。积极的m&m巧克力豆和宿主之间的相互作用并不只出现在人类和珊瑚。许多植物也使用与微生物生长的互惠关系。豆类,包括重要的产粮植物如豆类、豌豆、和花生,是一个很好的例子。豆类微生物生活在根部,其中一些被称为植物刺激rhizobacteria。这些有益的微生物提供了豆类与氮,这是一个强大的植物生长的最重要的元素。

有没有可能提供更多的苦苦挣扎的珊瑚共生微生物可能帮助他们生存在高水温呢?虽然珊瑚没有消化道像人类一样,或根植物,但仍然有几个相关的微生物,可以是有益的。微生物保护对病原体的珊瑚,珊瑚作为食物,或者提供一些珊瑚生长所需的微量元素4]。也许我们还可以使用好的微生物生活在珊瑚作为益生菌。世界各地的研究人员一直在研究益生菌是否能帮助珊瑚当珊瑚濒临灭绝的海洋温度上升。

最近的一项研究表明,是的,益生菌可以帮助珊瑚生存在热应力。在这项研究中,研究者们孤立的几个微生物生活在珊瑚和增长他们的实验室。这些微生物进行了测试,使用各种实验室技术,找出哪些微生物可能帮助削弱珊瑚生存。研究人员发现七个这样的“潜在的超级微生物”,做了一个实验,看看这些微生物可以作为益生菌和保护珊瑚在海水温度上升(图2 a, B)。可视化实验,想象两个水族馆鞋盒的大小,每一个与水和三个小珊瑚(兵乓球的大小)。然后研究人员提出两个鱼缸的水温温度珊瑚开始削弱。在一个水族馆,他们增加了潜在的益生菌微生物的珊瑚和其他水族馆,他们刚刚离开珊瑚,不添加任何益生菌。这些实验结束时,研究者们发现了益生菌的珊瑚更强,更快乐,比珊瑚更丰富多彩,没有收到益生菌。这是第一次证明,益生菌可以帮助珊瑚生存压力当他们生病或温度升高。“潜在的超级微生物”可能因此被重新命名为“实际超级微生物测试。“一个动画显示珊瑚益生菌可以在工作(https://youtu.be/toYkTciZyuQ)。记住,到目前为止,这些益生菌只有经过测试在实验室和几个珊瑚物种,所以我们还不知道他们将在所有珊瑚在实际海洋环境工作。

益生菌真正帮助珊瑚吗?

研究人员仍不懂如何益生菌帮助珊瑚。这些益生菌的微生物可能有助于稳定黄藻和珊瑚之间的互惠关系,降低漂白。也许微生物设法安抚这个陷入困境的关系在更高的温度,防止珊瑚驱逐黄藻,所以珊瑚不失去能源增长的主要来源。

第二个可能性是,益生菌微生物本身可以为珊瑚提供能量,通过释放大量的营养,甚至被珊瑚直接吃。如果益生菌微生物饲养珊瑚,珊瑚失去一些的可能会感到更少的压力来自于黄藻的食物。有许多可能性益生菌生物是如何帮助珊瑚,和做更多的研究来发现和理解真正发生在微生物之间的相互作用,黄藻,珊瑚。

红海:益生菌的可能来源

试着想象一个地方海洋平均温度自然高。一个有水的地方温度足够温暖,没有珊瑚从世界上其他任何地方都可以生存。这个地方是红海地区位于非洲和亚洲之间。那里,水温可达33°C (5海洋温度),而在世界其他地方珊瑚生活在哪里~ 25°C。

这温差红海和世界其他地区似乎很小,但对珊瑚,对温度变化非常敏感,这种差异是非常大的和危险的。然后珊瑚如何幸福地生活了数千年在红海?科学家认为这可能是因为这些珊瑚的有益微生物。这些微生物可能已经进化与珊瑚和适应高温的红海,这样他们可以给他们的珊瑚足够的强度来承受这些高温。这使得红海新益生菌研究的一个可能的来源。

一些研究正在进行在红海寻找新的有用的微生物,可以把珊瑚变成超级珊瑚能够在高温下生存。如果我们发现这些微生物,我们可以使用微生物保护珊瑚生活在世界其他地区,受到海洋温度高。这可能给这些强调珊瑚更好生存的机会,也可以拯救生命的所有其他海洋生物,使珊瑚礁家园。

术语表

光合作用:↑一个化学过程所使用的许多生物(如植物,许多微生物)使用光的能量从二氧化碳使糖。

互利共生:↑两个或两个以上的物种之间的交互,每个有机体受益的交互。

益生菌:↑活的微生物提供健康福利在诋毁一个主机。

主机:↑有机体,另一个有机体作为客人,与客人通常从主机接收营养和避难所。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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原始的文章

↑Rosado, p . M。雷特,华盛顿。杜阿尔特,g·a·S。Chaloub, r . M。挥动手臂,G。Nunes da罗查,U。,等。2018。海洋益生菌:增加珊瑚漂白阻力通过微生物操作。ISME J。13:921-36。doi: 10.1038 / s41396 - 018 - 0323 - 6

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引用

[1]↑谢泼德,C。戴维,S。抗起球,G。2018年,格雷厄姆,n。生物学的珊瑚礁,第二版。牛津:牛津大学出版社。doi: 10.1093 / oso / 9780198787341.001.0001

[2]↑休斯,t . P。克里,j . T。Alvarez-Noriega, M。Alvarez-Romero, j·G。安德森,k·D。贝尔德,a . H。,等。2017。全球变暖以及复发大规模珊瑚白化。自然543:373-7。doi: 10.1038 / nature21707

[3]↑基廷斯,很j . R。德安杰洛,C。奥斯瓦尔德,F。爱德华兹,r . J。2015年,Wiedenmann j .。荧光protein-mediated礁珊瑚色多态:multicopy基因扩展适应/可变光环境驯化潜力。摩尔。生态。24:453 - 65。doi: 10.1111 / mec.13041

[4]↑Peixoto, r S。,Rosado, p . M。雷特,华盛顿。Rosado, a。伯恩,d . g . 2017。有益微生物对珊瑚(BMC):提出了珊瑚健康和弹性机制。前面。Microbiol。8:341。doi: 10.3389 / fmicb.2017.00341

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