We think of coral reefs as a diverse ecosystem, but each coral is an entire and complex microworld of organisms imperceptible to our eyes. Floriaan Devloo-Delva, Author provided我們認為珊瑚礁是一個多樣化的生態系統,但每個珊瑚都是我們眼睛難以察覺的完整而復雜的微生物世界。 Floriaan Devloo-Delva,作者提供

曾經有過一種直覺,認為你與珊瑚礁有共同點嗎? 好吧,你這樣做。 人類和珊瑚都依賴微生物來正常發揮作用。

在所有物種中,微生物組 - 與我們一起生活的微生物群落 - 通過循環養分,固氮和分解碎屑來支持生態系統。

在人體腸道中,我們的微生物組有助於從攝入的食物中提取營養,並影響免疫系統。 我們也開始了解這個內部生態系統如何影響我們的生活 物理心理健康.

珊瑚也受到微生物群的影響。 與人類腸道一樣,微生物組被認為通過營養,養分循環和預防疾病的作用,有助於珊瑚礁和珊瑚礁的成功。


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然而,與人類微生物組相比,珊瑚細菌種群影響這些重要生態系統的健康和功能的過程尚不清楚。 其中一些細菌可能是新的人類毒品的來源,或幫助我們了解漂白如何影響珊瑚。

珊瑚微生物組的複雜性是一項重大挑戰。 這使得難以識別發揮這些重要作用的細菌或破譯它們與珊瑚的相互作用。

一個未開發的水下微觀世界

珊瑚藏有一個微生物組,包含數十萬種微生物(細菌,病毒, 和真菌)組織在人眼不易察覺的微觀尺度上。 珊瑚群為微生物提供了許多不同的生存空間。這一系列的微生境有助於使珊瑚成為其中之一 世界上最多樣化的生態系統.

一種珊瑚物種可以寄居 超過100,000不同的細菌,一克珊瑚可以擁有超過數千種不同類型的30,000細菌。 這些細菌群落的數量和類型可以因珊瑚群落,物種和珊瑚礁而異。

當珊瑚受到壓力時,這些社區也會發生變化,例如當它們經歷環境條件的變化,患病或面臨來自藻類的空間競爭時。 但這些關係很複雜,那麼我們怎樣才能弄清楚發生了什麼?

各種用途的微生物

與人類微生物組一樣,對珊瑚細菌的研究首先涉及收集樣本(雖然需要潛水員而不是拭子)來收集DNA。 然後對細菌基因組進行測序,並將DNA序列與來自已知細菌的序列數據庫進行比較。 這種比較使我們能夠對微生物進行分類。

通過這些分析,可以鑑定出現在珊瑚壽命不同階段的細菌。 這些包括參與騎自行車的物種 稀有細菌 這可以起到從珊瑚中生長的光合藻類(稱為蟲黃藻)中運輸養分的作用。

我們還發現了產生細菌的物種 抗菌和抗菌化合物,這有助於防止疾病和不動的珊瑚過度生長。

然而,數千種細菌DNA序列與當前數據庫中的任何內容都不匹配。 這些匿名細菌尚未在任何其他生態系統中報導,並且可能是全新的細菌物種。

新藥

珊瑚微生物組的多樣性不僅令人著迷,而且還為新藥和新的生物活性化合物提供了誘人的前景。

例如,我們迫切需要新的抗生素來對抗 快速加速阻力。 我們目前幾乎所有的抗生素都是從細菌中分離出來的。 重要的是,自1980s以來,沒有發現具有全新抗感染機制的臨床上有用的抗生素.

新的細菌物種為發現提供了尚未開發的資源 新的抗生素,以及其他生物活性產品,如果它們可以成功培養。 培養珊瑚細菌是一項巨大的挑戰,但也是了解自然界中存在的抗菌化合物的機會。

培養這些細菌也可以豐富像格里菲斯大學這樣的資源 大自然銀行收集生物樣本並與尋找世界各地新藥的研究人員分享。

我的金絲雀和看不見的幫手

很明顯,我們只是觸及了複雜的珊瑚礁生態系統及其未開發的微生物群的表面。 我們不斷了解珊瑚系統的多樣性,並評估它們的獨特性和未開發性。

DNA技術的進步使我們能夠探索更多的維度,但仍然存在一條漫長而令人興奮的道路。 對珊瑚礁和珊瑚微生物組的持續分析對於了解珊瑚礁和珊瑚礁的生態學和生物學非常重要 - 關鍵是如何改變珊瑚礁和珊瑚礁,特別是在應對外部事件如 和沿海污染。

保留未開發和未開發的資源對於未來發現新的和改進的抗菌化合物也是至關重要的。

關於作者The Conversation

亞歷杭德拉·埃爾南德斯,ARC珊瑚礁研究卓越中心博士候選人

詹姆斯庫克大學; Roisin McMahon,分子生物科學研究所高級研究員, 昆士蘭大學

Tracy Ainsworth,ARC珊瑚礁研究卓越中心研究員, 詹姆斯庫克大學

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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