We beschouwen koraalriffen als een gevarieerd ecosysteem, maar elk koraal is een hele en complexe microwereld van organismen die voor onze ogen onmerkbaar zijn. Floriaan Devloo-Delva, auteur verstrekt

Heeft u ooit het gevoel gehad dat u iets gemeen heeft met een koraalrif? Wel, dat doet u. Zowel mensen als koralen vertrouwen erop dat micro-organismen normaal functioneren.

Over alle soorten heen ondersteunen microbiomen - de gemeenschappen van micro-organismen die bij ons leven - ecosystemen door voedingsstoffen te laten circuleren, stikstof vast te maken en afval af te breken.

In de darm van de mens helpt ons microbioom voedingsstoffen te onttrekken aan ingeslikt voedsel en het immuunsysteem te beïnvloeden. We beginnen ook te begrijpen hoe dit interne ecosysteem ons kan beïnvloeden Fysiek en geestelijke gezondheid.

Koralen worden ook beïnvloed door hun microbioom. Net als de darm van de mens, wordt gedacht dat het microbioom bijdraagt ​​aan het succes van koraal- en koraalriffen door middel van rollen in voeding, circulatie van voedingsstoffen en bescherming tegen ziekten.

In vergelijking met het menselijk microbioom zijn de processen waardoor koraalbacteriepopulaties de gezondheid en het functioneren van deze belangrijke ecosystemen beïnvloeden echter niet goed bekend. Sommige van deze bacteriën kunnen de bron zijn van nieuwe geneesmiddelen voor mensen, of ons helpen te begrijpen hoe bleken koralen beïnvloedt.

Een grote uitdaging is de enorme complexiteit van koraal microbiomen. Dit maakt het moeilijk om de bacteriën te identificeren die deze belangrijke rollen spelen of om te ontcijferen hoe ze omgaan met het koraal.

Een onontgonnen onderwaterwereld voor microgolven

Koralen herbergen een microbioom met honderdduizenden micro-organismen (bacteriën, virussen, archaea en schimmels) georganiseerd op een microscoop die niet waarneembaar is voor het menselijk oog. Een koraalkolonie biedt veel verschillende ruimtes voor microben om in te leven. Deze reeks microhabitats helpt bij het maken van koralen de meest uiteenlopende ecosystemen ter wereld.

Eén koraalsoort kan hosten meer dan 100,000 verschillende bacteriën, en een gram koraal kan meer bevatten dan 30,000-bacteriën van duizenden verschillende soorten. Het aantal en de soorten van deze bacteriële gemeenschappen kan variëren van koraalkolonies, soorten en riffen.

Deze gemeenschappen veranderen ook wanneer koralen worden gestrest, zoals wanneer ze veranderingen in de omgevingsomstandigheden ervaren, ziek worden of de concurrentie ondervinden van algen om ruimte. Maar deze relaties zijn complex, dus hoe kunnen we erachter komen wat er aan de hand is?

Microben voor elk doel

Net als bij een menselijk microbioom gaat het bij de studie van koraalbacteriën eerst om het verzamelen van monsters (hoewel er duikers nodig zijn in plaats van swabs) om DNA te verzamelen. Van de bacteriële genomen wordt de sequentie bepaald en de DNA-sequenties vergeleken met databases van sequenties van bekende bacteriën. Deze vergelijking heeft ons in staat gesteld de microben te classificeren.

Door deze analyses is het mogelijk geworden bacteriën te identificeren die aanwezig zijn in verschillende levensfasen van koralen. Deze omvatten soorten die betrokken zijn bij fietsen stikstof en zwavel en zeldzame bacteriën dat zou een rol kunnen spelen bij het transport van voedingsstoffen van de fotosynthetische algen die in koralen leven (bekend als zooxanthellae).

We hebben ook bacteriesoorten geïdentificeerd die produceren antimicrobiële en antibacteriële verbindingen, die helpen bij het voorkomen van ziekte en overgroei van het onbeweeglijke koraal.

Echter, duizenden bacteriële DNA-sequenties komen in huidige databases niet overeen met wat dan ook. Deze anonieme bacteriën zijn niet gemeld in een ander ecosysteem en zijn waarschijnlijk volledig nieuwe bacteriesoorten.

Nieuwe medicijnen

De diversiteit van het koraalmicrobioom is niet alleen fascinerend maar biedt ook het verleidelijke vooruitzicht van nieuwe medicijnen en nieuwe biologisch actieve verbindingen.

We hebben bijvoorbeeld dringend nieuwe antibiotica nodig om de snelle versnelling van weerstand. Bijna al onze huidige antibiotica werden voor het eerst geïsoleerd van bacteriën. Belangrijk is dat sinds de 1980s geen klinisch bruikbaar antibioticum is ontdekt met een volledig nieuw mechanisme voor het bestrijden van infecties.

Nieuwe bacteriesoorten bieden onontgonnen bronnen voor de ontdekking van nieuwe antibiotica, evenals andere bioactieve producten, als ze met succes kunnen worden gekweekt. Het cultiveren van koraalbacteriën is een enorme uitdaging, maar het is ook een kans om antimicrobiële stoffen te begrijpen die in de natuur voorkomen.

Het kweken van deze bacteriën kan ook bronnen zoals de Griffith University verrijken Natuurbank, dat biologische monsters verzamelt en deelt met onderzoekers die op zoek zijn naar nieuwe medicijnen over de hele wereld.

Mijnkanaries en onzichtbare helpers

Het is duidelijk dat we alleen maar het oppervlak van het complexe ecosysteem van koraalriffen en hun onontdekte microbiomen hebben bekrast. We leren continu hoe divers koraalsystemen zijn, en evalueren hoe uniek en onontgonnen ze blijven.

Dankzij de vooruitgang in DNA-technologieën kunnen we steeds meer dimensies verkennen, maar er ligt nog een lang en opwindend pad voor de hand. Voortdurende analyse van koraalriffen en koraal microbiomen is belangrijk om de ecologie en biologie van koralen en koraalriffen te begrijpen - en van cruciaal belang hoe deze veranderen, vooral als reactie op externe gebeurtenissen zoals bleken en kustvervuiling.

Het behoud van ongebruikte en onontgonnen bronnen is ook van vitaal belang voor de toekomstige ontdekking van nieuwe en verbeterde antibacteriële stoffen.

Over de Auteurs

Alejandra Hernandez, PhD-kandidaat, ARC Centre of Excellence voor Coral Reef Studies

James Cook University; Roisin McMahon, Senior Research Officer, Institute for Molecular Bioscience, De universiteit van Queensland

Tracy Ainsworth, Research Fellow, ARC Center of Excellence voor Coral Reef Studies, James Cook University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon