Как бактерии помогают кораллам выживать: новое исследование на Большом Барьерном рифе

Большой Барьерный риф является крупнейшей и наиболее известной системой коралловых рифов в мире, состоящей из более чем 2900 отдельных рифов и 900 островов, занимающих площадь около 344 400 квадратных километров. Однако, глобальное потепление вызвало теплые морские волны, что привело к обесцвечиванию кораллов на Большом Барьерном рифе и других коралловых рифах по всему миру. Когда вода на рифе слишком долго остается слишком горячей, кораллы испытывают стресс и изгоняют красочные морские водоросли (зооксантеллы), живущие внутри их тканей, оставляя после себя белый скелет. Коралловым рифам могут потребоваться десятилетия, чтобы восстановиться после обесцвечивания, если вообще восстановятся.

Однако, выживание кораллов зависит от множества микроорганизмов, включая бактерии, грибки и вирусы. Бактерии играют решающую роль в защите кораллов от патогенов, круговороте питательных веществ и производстве витаминов и незаменимых аминокислот. Они обычно колонизируют слизь и скелет кораллов и реже встречаются в тканях. Когда бактерии видны в тканях, они образуют большие плотные скопления, называемые ассоциированные с кораллами микробные агрегаты (КАМА).

Исследователи из Мельбурнского университета, Австралийского института морских наук в Таунсвилле и Венского университета обнаружили два типа КАМА в тканях кораллов Pocillopora acuta на Большом Барьерном рифе.

Первый, принадлежащий к роду Endozoicomonas, широко распространен в кораллах. Обычно считается, что эта бактерия полезна для кораллов из-за ее способности производить витамины группы В и противомикробные соединения.

Второй вид бактерий был неожиданным. Было обнаружено, что он принадлежит к роду Chlamydiales, который включает бактерии, вызывающие хламидиоз - инфекцию, передающуюся половым путем, у людей. Впервые Chlamydiales были обнаружены в кораллах.

«Мы работали со специалистами по Chlamydiales доктором Астрид Коллингро и профессором Матиасом Хорном из Венского университета и обнаружили, что эти бактерии крадут питательные вещества и энергию, чтобы выжить», — рассказывает Джастин Мейр, ведущий автор исследования.

Используя комбинацию методов визуализации, микродиссекции и секвенирования генома, исследователи обнаружили, что КАМА были в кончиках щупалец кораллов P. acuta и что Endozoicomonas и Chlamydiales встречались в отдельных, но смежных КАМА.

Открытие нового вида Chlamydiales и тот факт, что он сосуществует с Endozoicomonas, расширяет наше понимание сложного микробиома кораллов и здоровья коралловых рифов.

«Существует вероятность того, что эта бактерия получает питательные вещества и энергию от других бактерий, связанных с кораллами, и для тех, кто работает над изучением биологии кораллов, возможность того, что бактерии, живущие внутри тканей кораллов, взаимодействуют друг с другом, весьма захватывающая», — говорит Мейр.

Исследователи надеются, что их результаты помогут решить проблему обесцвечивания кораллов на Большом Барьерном рифе с помощью пробиотиков.