Изменения в микробиоме кораллов при гипоксии

Новое исследование, опубликованное в Applied and Environmental Microbiology, впервые описывает микробиом кораллов в условиях гипоксии — недостатка кислорода в воде. Эта работа — начальный шаг к выявлению потенциально полезных бактерий для кораллов, сталкивающихся с этим стрессовым фактором.

Исследование было проведено из-за растущего понимания влияния микробиома на здоровье хозяина. Например, здоровый микробиом кишечника человека играет ключевую роль в пищеварении, иммунном ответе и даже психическом здоровье. Как и у людей, микробиом кораллов оказывает благотворное влияние на своего хозяина, включая предотвращение болезней, усвоение питательных веществ и устойчивость к таким факторам, как повышение температуры и закисление воды.

Несмотря на это, о роли микробиома при гипоксии у кораллов известно гораздо меньше. Учёные хотели понять, как микроорганизмы, живущие на поверхности коралла, реагируют на нехватку кислорода.

Эксперименты проводились в заливе Баи́я-Альмиранте, Бокас-дель-Торо, Панама. Это место было выбрано потому, что здесь наблюдаются гипоксические события, связанные с деятельностью человека, включая сельское хозяйство и освоение побережья.

Исследователи установили экспериментальные камеры, которые снижали уровень растворённого кислорода на участках кораллового рифа. Через два дня были взяты пробы микроорганизмов с кораллов внутри этих камер и снаружи, чтобы сравнить микробные сообщества в условиях стресса (низкий кислород) и без него.

Результаты показали:

• При падении уровня кислорода общий микробиом коралла изменился всего за 48 часов.
• Количество некоторых специфических типов бактерий увеличилось. Это бактерии, способные выживать без кислорода и готовые воспользоваться изменением доступных ресурсов.
• Недостаток кислорода в воде нарушает баланс микробного сообщества на коралле, и некоторые потенциально вредные бактерии, такие как Desulfovibrionaceae или Clostridia, становятся более активными.

Поскольку кораллы по-разному чувствительны к деоксигенации, а микроорганизмы играют решающую роль в их здоровье, изменения в микробиоме могут влиять на устойчивость кораллов к условиям низкого содержания кислорода. Эпизоды гипоксии наряду с другими последствиями изменения климата представляют угрозу для кораллов и других морских организмов.

Микробиом является ключом к пониманию реакции кораллов на стрессоры, включая потепление морей. Данное исследование — первый шаг к пониманию реакции микробиома кораллов на деоксигенацию, которая наряду с потеплением и закислением океана представляет «тройную угрозу» изменения климата для морских экосистем.

В дальнейшем учёные планируют более детально изучить состояние здоровья кораллов и связать его с реакцией их микробиома на стресс, вызванный нехваткой кислорода.