Eine Koralle im Labor. (Bereitgestellt von der Great Barrier Reef Foundation) Die Korallen, die wir in den Riffen der Welt finden, haben ihre eigenen Mikrobiome, und Wissenschaftler finden heraus, wie man sie mit probiotischen „Ergänzungsmitteln“ füttern kann – um sie für zukünftige Generationen zu bewahren.
Eine Babykoralle beginnt ihr Leben als schwimmende Larve treibend im Ozean. Wenn sie groß genug ist, sinkt die Larve und verankert sich am Meeresboden – oder, wenn sie Glück hat, an einem gesunden Riff. Sobald es sich niedergelassen hat, beginnt es, sich selbst zu klonen.
Flachwasserkorallen, die aus unzähligen verschiedenen Organismen bestehen, sind im Wesentlichen Kolonien winziger Tiere, die mit Meeresalgen namens Zooxanthellen zusammenarbeiten, die die Korallen ernähren und dabei helfen, das Kalziumkarbonat zu produzieren, das die Riffe über ihnen bildet Tausende – oder sogar Millionen – von Jahren .
Während die Symbiose zwischen Korallen und Zooxanthellen einigermaßen gut verstanden ist, ist dies bei Wissenschaftlern der Fall Ich fange gerade erst an zu erkunden das volle Ausmaß, in dem Korallen auf andere Arten von Mikroben angewiesen sind.
Genau wie das empfindliche Gleichgewicht der Mikroben in unserem eigenen Darm können auch Korallen-Mikrobiome so sein gestört durch Veränderungen in ihrer Umwelt: Ozeanversauerung, Meereserwärmung, Bleichereignisse und andere Stressfaktoren, die größtenteils anthropogen sind Klimawandel und andere menschliche Aktivitäten.
Während Klimaschutzmaßnahmen erforderlich sind, um den Schaden zu stoppen, den die grassierende Nutzung fossiler Brennstoffe in den Ökosystemen des Planeten anrichtet, suchen Naturschutzbiologen auch nach Möglichkeiten, die Schäden, die wir bereits verursacht haben, wiedergutzumachen – in diesem Fall durch die Wiederherstellung von Korallenriffen.
In den Gewässern des Great Barrier Reef (GBR) werden die Stressfaktoren immer intensiver; Unterdessen werden an Land im nahegelegenen Townsville Becken voller junger Korallen aufgestellt, um die Zukunft des Riffs zu sichern.
Diese Korallen werden mit Probiotika gefüttert, in der Hoffnung, dass dieser Prozess es Forschern eines Tages ermöglichen wird, Millionen gesunder Korallen mithilfe von Aquakulturen zu züchten, um möglicherweise eine groß angelegte Produktion zu ermöglichen Restaurierungsbemühungen zum GBR, die derzeit außerhalb unseres Zuständigkeitsbereichs liegen.
Lone Høj ist der mikrobielle Ökologe, der die Forschung zu Korallen-Probiotika am Australian Institute for Marine Science leitet. Meeressimulator 'Labor.
Høj und ihr Team haben 850 Bakterienstämme aus sechs GBR-Korallenarten isoliert: Acropora tenuis, A. millepora, A. hyacinthus, Platygyra daedalea, Porites lobata, Und Goniastrea retiformis .
„Unsere Sammlung von Korallenbakterienkulturen deckt eine hohe taxonomische Vielfalt ab und umfasst mehr als 50 Bakteriengattungen“, sagte Høj gegenüber Energyeffic.
Das Sea Simulator-Labor. (Christian Miller/Bereitgestellt von der Great Barrier Reef Foundation)
Wissenschaftler untersuchen eine Auswahl der Bakterien in dieser riesigen Sammlung auf Merkmale, die die Gesundheit und Entwicklung von von Menschen gezüchteten Korallen unterstützen könnten.
Zu den Eigenschaften, nach denen sie derzeit bei probiotischen Bakterien suchen, gehören antibakterielle Aktivität, Biofilmbildung auf Korallenschleim und die Produktion von Verdauungsenzymen. Es wird erwartet, dass diese Eigenschaften dazu beitragen, dass die Koralle ihr gesundes Mikrobiom behält, nachdem die probiotische Kur beendet ist. Eine detaillierte Analyse der letztjährigen Studien ist noch im Gange.
Im Sea Simulator-Labor kommt es jährlich zum Laichen von Korallen, und dies ist die Gelegenheit für Wissenschaftler, Experimente mit den Korallenlarven durchzuführen. Der erste Versuch dieses Projekts fand Ende 2021 statt, als die Korallenarten Ein dünnes Und P. daedalea hervorgebracht.
Nach der Befruchtung wurden die neuen „Rekruten“ – Larven, die sich auf dem Boden der Tanks niederließen – in einer kontrollierten Umgebung einzelnen Stämmen probiotischer Bakterien ausgesetzt. Anschließend untersuchte das Team ihr Wachstum, die Dichte ihrer Symbionten (Algen und Bakterien gleichermaßen), ihre Immunantworten und ihr Mikrobiom, insbesondere auf lange Sicht, nachdem das Probiotikum nicht mehr hinzugefügt wurde.
Arbeiten mit Korallenbrut. (Dorian Tsai/Geliefert von der Great Barrier Reef Foundation)
Wissenschaftler bereiten sich auch auf die kommende Korallenlaichsaison vor, die voraussichtlich Ende 2022 stattfinden wird, damit sie das Experiment wiederholen können. Sie verwenden dieselben Korallenarten und behalten alle anderen Bedingungen bei, fügen der probiotischen Mischung jedoch eine vielfältige Reihe von Bakterien hinzu.
Høj sagt, dass dieses nächste Experiment auch die langfristigen Auswirkungen des Probiotikums auf im Labor gezüchtete Korallen während ihrer Reife untersuchen wird und welches Potenzial dieses spezielle Probiotikum für die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der Koralle unter Stress hat. Das Team wird es auch tun verschiedene Strategien erkunden für die Abgabe des Probiotikums an junge Korallen – es ist bei weitem nicht so einfach wie das Schlucken einer Kapsel zum Frühstück.
Laut Høj könnte diese Forschung eines Tages zu Probiotika für den Einsatz in der natürlichen Riffumgebung führen, obwohl noch Fragen bestehen wie machbar das ist . Derzeit sind die in der Entwicklung befindlichen Probiotika jedoch nur für den Einsatz in Laboren und Aquakulturen und nur für GBR-Arten vorgesehen.
Während die Eindämmung des vom Menschen verursachten Klimawandels nach wie vor der wichtigste Faktor für das Überleben von Korallenriffen ist, ist es gut zu wissen, dass es auch andere Lebewesen gibt, die nach diesen Ökosystemen Ausschau halten.