Laura Weber从古巴Jardines de la Reina的Orbicella faveolata珊瑚群周围的海水中收集注射器样本。图片来源:Amy Apprill,伍兹霍尔海洋研究所。
珊瑚礁被称为“海洋雨林”stylechina.com。它们是地球上生产力最高,生物多样性最丰富的生态系统。虽然它们占据的海底面积不到1%,但它们是超过四分之一海洋物种的家园。
虽然生活在动物体内的珊瑚提供了鲜艳的颜色,以及生物体内的微生物群落,但已经进行了广泛的研究,距离地表仅几厘米的微生物却没有。然而,伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的科学家们在“ 湖泊学和海洋学 ”杂志上发表的一项新研究已经开始描述和编目这些生物。
“这个研究的第一作者,博士学位的劳拉·韦伯说:”微生物无处不在。WHOI-MIT联合计划的学生。“一毫升中大约有一百万只,大约20滴海水。但我们还不太了解珊瑚旁边存在的微生物种群。以前的研究中有一些证据表明珊瑚可能被独特的微生物细胞所包围,但许多问题仍未得到解决。这些细胞与珊瑚物种或珊瑚礁地点不同吗?他们怎么运作?“
和她的博士一起 顾问,艾米·阿普里尔,韦伯前往受保护的珊瑚礁系统“ Jardines de la Reina ”,位于古巴南部海岸附近的一系列偏远岛屿中。在那里,Weber与当地的古巴科学家Patricia Gonzalez-Díaz和Maickel Armenteros合作,潜入珊瑚礁并从五种不同珊瑚种类附近的水中收集数十个小样本。
Orbicella faveolata珊瑚的表面的看法的关闭。 图片来源:Amy Apprill,伍兹霍尔海洋研究所。Orbicella faveolata珊瑚的表面的看法的关闭。图片来源:Amy Apprill,伍兹霍尔海洋研究所。
韦伯的研究小组发现,微生物中含有的基因可以让它们与珊瑚表面相互作用。当Weber检查微生物的基因组成时,她发现不同类型的珊瑚具有不同的微生物群落,它们存在于它们附近。
“我们开始寻找特定的物种特定趋势,”韦伯说。“我认为我们根本不会看到任何差异 - 但事实证明,在某些地区,与珊瑚共生的细菌内源性单胞菌实际上与周围的珊瑚礁水相比,更接近珊瑚的海水中。这意味着与珊瑚相邻的区域对于吸引共生体到珊瑚表面非常重要,或者它可能代表珊瑚脱落共生区域。“
由于气候变化的增加,珊瑚目前正处于消失的危险之中。随着气温持续上升,地球已经失去了近一半的珊瑚。按目前的速度,他们都可能在2050年前消失。
礁石鱼盘旋在柱子珊瑚殖民地(Dendrogyra cylindrus)。 图片来源:Amy Apprill,伍兹霍尔海洋研究所。礁石鱼盘旋在柱子珊瑚殖民地(Dendrogyra cylindrus)。图片来源:Amy Apprill,伍兹霍尔海洋研究所。
这些温度变化引起动物的大量漂白,大量疾病感染变得更加频繁。从大气中吸收到海洋中的二氧化碳已经开始通过降低pH值来改变海水化学,从而降低造礁和珊瑚礁相关生物的钙化速率,这一过程称为海洋酸化。此外,海洋上升的海洋酸度使得珊瑚更难以将骷髅向上建造到阳光下,使它们越来越脆弱。这些问题将如何影响这些微生物还有待观察。
“科学家们一直在努力了解微生物在珊瑚礁环境和珊瑚群落中的作用,”韦伯说。“但现在我们有证据表明海水微生物和珊瑚共生体之间可能存在关联。这为我们找到并感染珊瑚群落以及它们如何影响珊瑚健康提供了一些线索。这是非常令人兴奋。”