3 способа микробиомной инженерии могут спасти коралловые рифы

2019.03.25 | 13:05

AMP logoAMP-версия

Коралловые рифы подвергаются нападениям со многих сторон: увеличение подкисления океана, которое угрожает медленно ослабить и растворить их экзоскелеты карбоната кальция, повышение температуры, которое заставляет их изгонять своих полезных партнеров по водорослям, и высокая распространенность заболеваний кораллов.

 

Коралловые пробиотики могут помочь уменьшить потери кораллов. Конечно, когда большинство из нас слышит о пробиотиках, мы думаем о добавке или здоровье кишечника. Действительно, те же самые принципы могут быть применены к коралловым рифам.

 

Пробиотики являются одним из решений в области микробиологической инженерии, которая применяется для повышения продовольственной безопасности в сельском хозяйстве и лечения заболеваний человека в медицине. Микробная инженерия - это экспериментальное манипулирование отдельными микробами, микробными сообществами или их хозяевами. Ученые используют различные инструменты, в том числе 1) искусственный отбор на системе микробиома хозяина, 2) инокуляцию хозяина полезными микробами (также известными как пробиотики) или 3) генетически инженерные специфические штаммы микробов. Иногда используется сочетание этих подходов.

  

На поверхности кораллов в 100-1000 раз больше бактерий по сравнению с той же областью кожи человека. Поэтому разработка микробиомов станет важным управленческим решением для обеспечения будущего коралловых рифов. В новом обзоре экологов из Австралии описывается использование микробиомной инженерии для коралловых рифов, включая прошлые успехи и будущие направления. Вот три способа, которыми инженерия микробиома может помочь сохранить коралловые рифы:  

 

1. Защитить кораллы от болезней.

 

Особо красные бактерии Serratia marcescens заражают людей, как правило, через внутрибольничные инфекции пациентов со слабой иммунной системой. Удивительно, но это также заражает кораллы. Некротизирующий коралловый патоген S. marcescens образует биопленку, которая разрушает нормальный слой слизи на кораллах. Ученые обнаружили, что они могут прекратить общение между бактериями S. marcescens , применив полезный бактериальный коктейль. Этот пробиотик был способен остановить прогрессирование заболевания, поддерживая антимикробные свойства здоровой коралловой слизи. Хотя он был проверен на анемонах, этот метод обещает другие Cnidarians, такие как кораллы.

 

ЧИТАЙТЕ ТАК ЖЕ:5 опасных событий из космоса, которые могут уничтожить человеческую жизнь на Земле

 

2. Повысить устойчивость к стрессам окружающей среды, таким как повышение температуры океана и разливы нефти.

 

Коралловые рифы привлекают миллионы дайверов для посадки на самолеты, чтобы иметь возможность посетить рифы Юго-Восточной Азии, Карибского бассейна и другие райские райские районы. К сожалению, полеты на самолетах являются одним из крупнейших источников углекислого газа. Те же самые полеты на самолете, которые доставляют дайверов в прекрасные подводные перспективы, также способствуют повышению температуры океана. Когда кораллам становится слишком тепло, они вытесняют своих выгодных партнеров по водорослям, которые обеспечивают 90% их энергии. Это приводит к обесцвечиванию кораллов, что серьезно угрожает кораллам (и делает процесс погружения гораздо менее захватывающим и печальным). Исследователи начали прививать кораллы термостойкими водорослями из «донорских» коралловэто может терпеть более теплые температуры. Результаты многообещающие, но необходимы более длительные исследования, чтобы подтвердить, что этот метод будет успешным в долгосрочной перспективе.

 

Загрязнение нефтью часто связано со смертью диких животных вдоль пляжей, но оно также может разрушить рифы. Исследователи привили кораллам смесь бактерий, которые разрушают водорастворимые масла . Пробиотик уменьшал повреждение кораллов от воздействия масла. 

 

3. Улучшить общее состояние кораллов.

 

Подобно тому, как селекционные культуры с более высоким урожаем дают лучшие результаты при неоптимальных условиях, мы также можем использовать микробиом кораллов для улучшения их общего здоровья. Микробиом коралла может помочь ему  быстрее адаптироваться к новым условиям окружающей среды.по сравнению с исключительно полагаясь на эволюцию своих собственных генов. Как прямой, так и косвенный отбор микробиома кораллов может помочь исследователям найти другие решения для здоровья кораллов. Прямой отбор включает выявление конкретных полезных микробов, а затем создание пробиотика, который можно наносить на кораллы для улучшения их физической формы. Ученые используют косвенный отбор в контролируемой обстановке, чтобы добавить искусственный стресс окружающей среды (например, тепло) к кораллам в лаборатории. Они сохраняют выживших и повторяют процесс. Они прививают кораллы тканями из лаборатории. Этот метод является более экономичным и не требует специальных знаний о том, какие микробы приносят пользу.

 

Прививка коралловых рифов дополнительными симбиотическими водорослями может использоваться для защиты от теплового стресса. Пробиотики могут помочь остановить некротическую болезнь кораллов. Фаготерапия также была предложена для удаления вредных бактерий и патогенов с поверхности кораллов. Роль грибов до сих пор неизвестна, хотя они присутствуют как часть микробиома кораллов. Инженерное дело с микробиомами кораллов все еще находится на ранних стадиях, но оно обещает быть столь же эффективным, как и микробиомное проектирование, используемое в медицине для лечения расстройств кишечника и сельского хозяйства для повышения продовольственной безопасности.

Оцените материал
(0 голосов)

Другие новости категории

Оставить комментарий