Пробиотики помогают лабораторным кораллам пережить тепловой стресс

Из-за изменений климата моря теплеют, и это грозит коралловым рифам разрушением. Учёные исследуют, как пробиотики могут помочь спасти рифы от обесцвечивания.

Внесение в место обитания кораллов смеси полезных бактерий предотвратило их гибель во время смоделированного в аквариуме периода аномальной жары (heat wave), сообщают исследователи в журнале Science Advances. Для сравнения, почти половина кораллов, которым вместо исследуемой смеси давали обычный солевой раствор, не выжили в тех же условиях. Исследование демонстрирует, что пробиотики способны помочь некоторым кораллам пережить тепловой стресс.

Кораллы — это не отдельные организмы, а коалиции сотрудничающих игроков. Важную позицию в этой коллаборации занимают фотосинтезирующие водоросли, которые используют энергию солнца, обеспечивая энергией своё животное-хозяина — коралловый полип. В кораллах также живут десятки бактерий, многие из которых поддерживают своего хозяина, перерабатывая питательные вещества или борясь с патогенами. «Содружества» (их называют голобионтами) кораллов и их микробных партнёров — одни из наиболее биоразнообразных экосистем на планете.

Ухудшающиеся температурные условия в море угрожают целостности здоровых голобионтов. Из-за теплового стресса водоросли коралловых колоний выделяют токсичные вещества, побуждая полипы выбрасывать их наружу. Этот процесс, известный как обесцвечивание, может привести к гибели кораллов. Например, обесцвечивание в результате аномальной жары 2016 года уничтожило 29 процентов мелководных кораллов в северной части Большого Барьерного рифа. Полезные для рифов свойства некоторых бактерий также нарушаются в условиях теплового стресса.

«В целом, мы наблюдаем разрушение симбиотических отношений, из-за которого страдают все вовлечённые организмы»,

говорит Ракель Пейшото (Raquel Peixoto), морская экологиня из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (King Abdullah University of Science and Technology) в Тувале, Саудовская Аравия.

Она и её коллеги показали, что лечение кораллов тщательно составленными пробиотическими коктейлями может смягчить обесцвечивание в лабораторных условиях. В cвоём последнем эксперименте исследователи смоделировали аномальную жару в 10 аквариумах (в каждом из которых было по четыре фрагмента каменистых кораллов Mussismilia hispida), повысив температуру до 30°С на 10 дней, а затем вернув ее к 26°С. Половина кораллов обрабатывалась шестью штаммами бактерий каждые три дня во время жары и каждые пять дней после неё, в то время как другая половина получала солевой раствор. В течение 75 дней Пейшото и её коллеги измеряли здоровье кораллов и изменения в метаболической активности голобионта, а также то, какие гены включались и выключались.

Кораллы в обеих группах обесцветились, но лечение пробиотиками в конечном итоге дало результат. В то время как 40% кораллов, обработанных солевым раствором, погибли от жары, все кораллы, получавшие пробиотики, выжили. По мнению исследователей, пробиотик способствует восстановлению кораллов, вызывая в организме хозяина генетические и метаболические изменения, связанные с подавлением воспаления, и позволяют повреждённым клеткам восстанавливаться

Пейшото и её коллеги планируют выйти за пределы аквариума и начать эксперименты непосредственно в море, чтобы выяснить, могут ли пробиотики помочь диким кораллам.

Пейшото говорит, что применяемые пробиотики проходят тщательный отбор, и в них не включаются штаммы, способные представлять опасность. И хотя единственное, что действительно спасёт рифы, по мнению учёной, — это уменьшение выбросов углекислого газа для снижения глобального потепления, она отмечает, что кораллам всё равно нужны восстановление и реабилитация, чтобы справиться уже с той реальностью, в которой мы живём сейчас.

Источник: ХХ2 век