海洋知识小课堂丨与细菌微生物共生的珊瑚

微生物

——其实,珊瑚有着密不可分的伙伴

在水深-米的海底,有一种神奇的动物。他们生活在平静而清澈的岩礁、平台、斜坡和崖面、凹缝中。他们虽外形酷似植物,但本质上是由为数量众多的珊瑚虫组成。

珊瑚虫,是一种腔肠科动物。它们与人类一样,属于超个体,是由数量惊人的细菌、微生物以及珊瑚虫共同构成的珊瑚丛,珊瑚丛的骨骼构成珊瑚礁。

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在显微镜下,珊瑚实际上是珊瑚虫与多种其他生物的共生体,包括细菌、藻类、病毒和单细胞原生生物等。而珊瑚礁,是这些微生物生长的温床。

人类的体内生活着许多微生物,这些微生物的数量是人体细胞数量的十几倍,他们在人们体内扮演着重要的角色。可以说,没有这些微生物,我们人类根本无法生存。

除了人类,珊瑚的内部组织中也存在着大量的活体微生物,他们相互之间构成一张相互联系的网络,组成了一个完整的珊瑚礁生态系统。

人体与微生物

研究表明,一些特殊类型的微生物生长在我们的身体里,例如肠道和呼吸道,帮助我们消化食物,生产我们人体所需要的化学物质,为我们体内进行的各种化学反应提供催化剂,并且防止我们身体被其他类型的细菌所感染。

美国国家健康研究所已经开始了一项针对居住在人体内部微生物的研究项目,主要是研究这些微生物对人类健康的影响。

与珊瑚共生的有一种藻类叫黄藻,这些藻类通过光合作用可以为珊瑚提供营养物质,而珊瑚的生长也为这些藻类提供了稳定的栖息环境,据了解每立方里面的珊瑚丛骨架里就有上百万个黄藻与其共生。

科学家们发现,珊瑚虫的幼体,在附着在珊瑚礁上之前,它们与微生物生活在一起,因此珊瑚虫幼体附着在珊瑚礁的位置,很有可能与微生物有着密不可分的关系。

美国微生物专家安妮的研究团队发明了一种DNA荧光探测器,借助DNA荧光探测器,研究人员能够研究珊瑚组织内部的情况,“并没有单独的细胞,它们都生活在一起,就像一葡萄一样,彼此之间相互联系。”安妮说。研究人员下一步需要做的事情是,弄清楚这些与珊瑚共生的微生物如何影响珊瑚。

珊瑚又是如何影响微生物的?

安妮认为,珊瑚中微生物的存在能够解释一些珊瑚的行为,例如,一些珊瑚生活在一些水体清洁透明的区域,这样可以让阳光充分照射到水下,珊瑚中一些可以进行光合作用的微生物能够更有效地合成营养物质,这些营养物质也是珊瑚生长所需要的。

安妮和她的研究团队猜想:共生在珊瑚中的微生物,给珊瑚提供营养的机制,有点类似于人类肠道的微生物对人类营养吸收的贡献。

阿来森是美国马里兰大学博士后科学家,她们集中于研究某种类型的细菌能够循环回收利用珊瑚排泄的含氮废物,令人惊奇的是,科学家在珊瑚所处水域所测量的含氮量没有明显的上升,他们猜测,之所以会出现这种情况,是因为珊瑚中的微生物吸收了含氮物质,将含氮物质用于了自身的新陈代谢,在这个过程中,微生物将含氮物质转变为珊瑚能够利用的营养。

安妮还检测了微生物在珊瑚疾病防控方面的作用,她正在分析比较来自红海、弗罗里达群岛和加勒比海的珊瑚样本,她认为,生活在珊瑚中的微生物能够释放出某种抗生素,能够有效应对某些致病菌的侵袭,这种抗生素对微生物自身以及珊瑚都有保护作用。

“珊瑚对气候变化、海滨的人类活动和过度捕鱼高度敏感,”安妮说,“科学家正在与时间赛跑,试图早日了解珊瑚的生态基理,掌握珊瑚生长和繁盛的条件,这也包括如何保持它们体内的微生物的健康。”

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