Симбиотические водоросли, живущие внутри кораллов, обеспечивают этих животных ярким цветом, а также многими питательными веществами, необходимыми им для выживания. Эти водоросли и другие микробы в телах кораллов были тщательно изучены, но до сих пор исследователи в значительной степени игнорировали микробные сообщества за пределами коралловых колоний. Новое исследование ученых из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) приступило к описанию и каталогизации микробов, обитающих всего в нескольких сантиметрах от поверхности кораллов, что закладывает основу для будущих исследований. Работа исследователей будет опубликована 21 мая в журнале Limnology and Oceanography.
Микробы повсюду на рифах. Их примерно миллион в одном миллилитре, что составляет около 20 капель морской воды. к кораллам», - говорит Лаура Вебер, ведущий автор исследования и аспирант совместной программы WHOI-MIT. «Есть некоторые доказательства из предыдущих исследований, что кораллы могут быть окружены уникальными микробными клетками, но многие вопросы до сих пор остаются без ответа. Различаются ли эти клетки в зависимости от вида коралла или места на рифе? Как они могут функционировать?» - говорит она.
Чтобы ответить на эти вопросы, Вебер и ее коллеги сосредоточились на отборе проб морской воды, окружающей карибские кораллы, на нескольких рифах. Вебер считает, что микробы, находящиеся в непосредственной близости от кораллов, могут играть роль в разрушении продуктов жизнедеятельности колоний, введении новых питательных веществ и потенциальном попадании симбиотических водорослей или патогенов в сами кораллы.
Вместе со своим научным руководителем Эми Апприлл Вебер отправилась к охраняемой системе коралловых рифов под названием «Хардинес де ла Рейна», расположенной среди цепочки отдаленных островов у южного побережья Кубы. Оказавшись там, Вебер объединился с местными кубинскими учеными Патрицией Гонсалес-Диас и Майкелем Арментерос, чтобы погрузиться на рифы и собрать десятки небольших образцов из воды рядом с пятью различными видами кораллов.
«Кубинские рифы предоставили прекрасную возможность для этого исследования. Из-за их удаленности воздействие человеческой деятельности на них ограничено», - говорит Апприлл, эколог коралловых рифов в WHOI и старший автор статьи. Большая часть системы рифов была создана кубинским правительством в качестве морской охраняемой территории в 1996 году, поэтому рыбная ловля запрещена, а дайвинг-туризм ограничен. «Кубинские ученые, с которыми мы сотрудничали, также проводят исследования, которые дополняют наши собственные. Они обладают обширными знаниями о своей морской среде и предоставили доступ к разрешениям на исследования, что было явным преимуществом при планировании мест для круизов», - добавляет Апприлл.
После того, как образцы вернулись в США, Вебер проанализировал генетический материал микробов внутри них, чтобы выяснить, какие виды присутствуют. Она обнаружила, что рядом с разными типами кораллов действительно живут разные микробные сообщества. «Мы начали находить крутые тенденции, характерные для конкретных видов», - говорит Вебер. «Я не думал, что мы вообще увидим какие-либо различия, но оказалось, что в некоторых районах бактерия Endozoicomonas, живущая в симбиозе с кораллами, на самом деле была обогащена морской водой ближе к кораллам, чем в окружающей рифовой воде. означает, что область, прилегающая к кораллам, может быть важна для привлечения симбионтов на поверхность коралла или может представлять собой область, где кораллы сбрасывают своих симбионтов».
В дополнение к пониманию того, какие микробы живут рядом с кораллами, Вебер и Апприлл также изучили потенциальные экологические функции микроорганизмов. Они обнаружили, что микробы морской воды содержат гены, которые позволяют им взаимодействовать с поверхностью коралла, предполагая, что могут быть важные взаимодействия между микроорганизмами морской воды и поверхностью коралла.
Ученые уже некоторое время работают над тем, чтобы понять роль микроорганизмов в среде рифов и в коралловых колониях. Но теперь у нас есть доказательства, демонстрирующие возможную связь между морскими микробами и коралловыми симбионтами. Это дает нам некоторые подсказки. о том, как они находят и заражают коралловые колонии, и как они могут повлиять на здоровье кораллов. Это очень интересно», - говорит Вебер.
Этот проект финансировался фондом Dalio Explore Fund, который поддерживает научные исследования WHOI. Фонд является частью более масштабной программы Dalio Philanthropies по исследованию и открытию океана, включая новую инициативу OceanX.
«Мы очень рады поддержать научные исследования WHOI через фонд Dalio Explore», - сказал Винсент Пьерибоне, вице-председатель OceanX. «Результаты этой миссии помогут раскрыть тайную жизнь кораллов, узнать, как их микробиом, похожий на наш, поддерживает хорошее здоровье и как при дисбалансе кораллы, как и люди, могут заболеть."