文摘
当你想到海绵,你什么想法?有些人可能认为浴、厨房或化妆海绵。在现实中,这些对象都是基于古代生物发现在水生环境中,被称为海洋海绵。这些动物的身体充满了漏洞和生活在一个表面。可悲的是,海洋海绵是永远消失的危险,因为海洋的污染。科学家们发现各种细菌生活在海绵。这些细菌产生的物质可以帮助海绵走强,即使在非常污染的地方茁壮成长。但更有趣的是,这些物质可以用来改善人类健康和健康的环境。然而,我们知道对这个小的潜力和华丽的世界。所以,研究必须继续!
海绵和细菌的朋友
海洋海绵是最古老的动物Earth-they已经存在了6亿多年!这些动物是无脊椎动物,这意味着他们缺乏一个支柱。许多海绵柔软光滑,但其他人是硬和粗糙。的尸体大部分海绵支持小thorn-like结构称为针状结构。海绵不移动;他们附着于岩石和珊瑚礁。海绵已经开发出一种特殊的方式来养活自己,尽管他们不能移动。他们被过滤浮游生物的食物,细菌和微小粒子的有机(以前生活)物质漂浮在水里。manbetxapp在线登录水进入海绵的身体通过多个小开口叫毛孔,而且出口通过一个更大的开放。除了过滤大量细菌的水,海绵提供庇护几个其他种类的动物,包括藻类和虾。 Because of these functions, marine sponges have enormous ecological importance [1]。
海绵可以在海洋、湖泊和水下洞穴。生存在水生环境中是高度依赖于一个社区生活里面的微生物,称为微生物群。这些微生物,包括细菌,可以组成高达40%的总质量的海绵2]!海绵的微生物群可以保护他们免受捕食者、毒素和致病微生物病原体。细菌组成的微生物群做所有这一切通过产生各种物质具有特殊属性(图1)。除了帮助海绵,这些物质可能支持人类对抗人类病原体,而且他们可能是有用的在打击污染环境造成的石油(1,2]。这就是为什么好奇的海绵和细菌之间的关系激励世界各地的科学家。
- 图1——细菌帮助海绵在水生环境生存。
- 海绵的细菌微生物群中产生化学物质,像一个盾牌,保护这些动物免受捕食者,毒素和病原体。
物质对抗有害微生物
有时,致病菌会入侵我们的身体,使我们生病。通常,当这一切发生的时候,医生开处方抗生素,用于杀死细菌病原体和治愈这种疾病。然而,如果抗生素使用不当或过于频繁,细菌想方设法克服它们和生存,所谓的发展抗生素耐药性。一些细菌,被称为超级病菌,甚至可以对多种抗生素耐药。当病原体的抗生素耐药,抗生素失去效力,成为无用的。超级病菌是一个全球的日益关注,代表一个严重威胁人类健康。寻找新的抗生素,可以杀死那些耐药病原体是非常重要的3]。
但在这种情况下海绵中扮演着什么样的角色呢?嗯,有些sponge-associated细菌作为海绵的盾牌。这些细菌产生抗生素,杀死病原体可能伤害海绵。也许生活在海绵的细菌也可以帮助我们对抗耐药性细菌!首先,科学家们需要做实验发现如果这些抗菌物质对人类病原体对人类是安全的和有效的。经过一系列的实验和努力,这些物质可能成为新的抗生素,可用于患者(图2)。
- 图2 - sponge-associated细菌产生的一些物质可以杀死病原体。
- 测试如果海绵细菌抗生素的潜力,细菌病原体遍布一道菜含有生长物质,细菌和海绵放置在中间。如果海绵细菌周围形成了一种光环,这意味着这些细菌病原体的生长停止。在这张照片里,你可以看到海洋海绵细菌杆菌、在中间,被人类病原体的光环所包围金黄色葡萄球菌围绕它。因此,杆菌、从海绵分离有可能杀死病原体。
细菌如何帮助治疗受污染的地方吗?
的帮助下他们的微生物群,海绵可以生存在受污染的地方。因为这些动物不能移动和他们必须过滤食物的水,水中的有毒物质礼物,像油,可以采取保留在海绵的身体,影响健康,甚至导致死亡。但是,微生物群如何帮助海绵生存在受污染的地方吗?保护海绵、微生物群细菌可以产生生物表面活性剂,它可以将石油等有毒物质转化为无毒的。一些生物表面活性剂使细菌,让他们使用石油作为食物来源,消除了石油的海绵和帮助海绵在受到石油污染的环境中生存4]。
了解生物表面活性剂的工作,首先我们需要讨论表面活性剂。你可能已经注意到,油和水不能混合。那么如何去除油脂的菜呢?简单!我们使用的洗涤剂。洗涤剂有表面活性剂作为原料。表面活性剂分子可以把油和水混合。生物表面活性剂是天然表面活性剂产生的生物,包括微生物。
除了保护海洋的健康海绵,也许从海绵细菌生物表面活性剂可以被科学家用来清理石油经常在自然环境中被发现。石油是一种重要的石油作为燃料用于船舶、飞机和汽车。石油泄漏到水里非常频繁,导致严重破坏海洋生态系统。人类开发了各种技术净化这些水域,但不幸的是这些过程花费太多时间。
但是有希望!有些细菌在石油污染海域可以分解石油,但只有在一个非常缓慢。这是因为石油不与水混合,因此,微生物无法达到将其分解。科学家发现,如果他们把一些细菌的生物表面活性剂受到石油污染的水域,石油的过程分解变得更快(图3)。生物表面活性剂有助于在水中分散石油,更可用于微生物。要做到这一点,研究人员把一小块海绵和隔离细菌。然后他们培养这些细菌和净化产生的生物表面活性剂。当他们有足够的生物表面活性剂,科学家们可以用它来帮助恢复污染污染环境。这样的流程,利用微生物来减少或消除污染环境的物质,被称为生物修复。生物表面活性剂在其他表面活性剂有几个优势,包括低毒性和能力被水中的微生物自然分解。
- 图3 -生物表面活性剂在生物修复中扮演什么样的角色?
- (一)石油不与水混合,所以当它溢出的海洋中,形成巨大的下降。虽然有很多的细菌生活在能够降解石油的海洋,他们无法到达,因为那些滴不与水混合。(B)生物表面活性剂使石油“破”成小块,可以与水混合和分散。这有助于菌分解石油和干净的水,在这一过程被称为生物修复。
强大,但不是无敌:海洋海绵的危险
如您所见,由于他们的微生物群,海绵是一种新物质的宝贵来源有潜力成为极其重要的对人类健康和海洋的健康。这些物质帮助海绵是很强的,给他们的生存能力在受污染的地方。然而,这些神奇的动物在危险!一些水环境污染已经变得如此海绵无法茁壮成长。同时,这些动物是脆弱的人类活动和气候变化造成的压力。许多种类的海绵仍然未知。不幸的是,他们有可能永远消失,甚至之前确定。
海绵和细菌之间的关系是相互信任的一个例子。它还表明,协作是至关重要的。现在是我们学习这个聪明的动物,相互合作和与自然保护环境。这是唯一我们可以继续体验自然拥有的很多有趣的发现,和他们可能给人类带来很多好处。
术语表
微生物群:↑一群微生物生活在接近,与一种动物或植物有益的关系,里面或在其表面。
病原体:↑微小的生物,如细菌,可引起疾病。
抗生素:↑一种药物能够杀死或阻止细菌的生长。抗生素用于治疗细菌感染。
抗生素耐药性:↑当微生物开发一些机制来规避药物杀死他们。
生物表面活性剂:↑释放一种物质,由微生物和混合油与水的能力。
生物修复:↑任何过程,利用微生物或其物质生产之前恢复自然环境污染。
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。
引用
[1]↑Santos-Gandelman, j·F。,Giambiagi-deMarval, M., Oelemann, M. R. W., and Laport, M. S. 2014. Biotechnological potential of sponge-associated bacteria.咕咕叫。制药。Biotechnol。15:143-55。doi: 10.2174 / 1389201015666140711115033
[2]↑Laport, m . S。,橄榄我ra, B. F. R., Freitas-Silva, J., and Muricy, G. 2019.mil e乌玛utilidades das esponjas marinhas e为细菌。里约热内卢:Ciencia Hoje 360:30-6。
[3]↑Freitas-Silva, J。,Silva-Oliveira, T., Muricy, G., and Laport, M. S. 2020. Bacillus strains associated to Homoscleromorpha sponges are highly active against multidrug resistant bacteria.咕咕叫。Microbiol。77:807-15。doi: 10.1007 / s00284 - 019 - 01870 - x
[4]↑Kubicki, S。,Bollinger, A., Katzke, N., Jaeger, K. E., Loeschcke, A., and Thies, S. 2019. Marine biosurfactants: biosynthesis, structural diversity and biotechnological applications.3月的药物17:408。doi: 10.3390 / md17070408