Microbiologie in hapklare porties
Bacteriën schieten te hulp bij de overleving van koraal in de opwarmende oceanen
Koraalriffen worden vaak het regenwoud van de zee genoemd en dat is niet voor niets: ze herbergen meer dan 25% van al het zeeleven, terwijl ze slechts 0,2% van de totale zeebodem beslaan. Koraalriffen hebben niet alleen een opmerkelijke biodiversiteit, ze leveren ook veel diensten aan de mens, zoals visserij, toerisme en recreatie.
Koralen leven in symbiose met fotosynthetische algen (zoöxanthellen) die in hun weefsel leven. Het koraal beschermt de algen, die een wederdienst bewijzen door de koraalcellen te voorzien van de voedingsstoffen. Door het veranderende klimaat en de snelle opwarming van het zeeoppervlak verbleken koralen vaker én intenser. Wanneer koralen onder stress staan, stoten ze hun endosymbiotische algen af en verliezen ze hun kleuren (verbleken). Echter, zonder de algen kan het koraal niet overleven en sterft het uiteindelijk. In deze context is het niet alleen van essentieel belang de klimaatverandering af te remmen, maar ook om manieren te vinden om de impact ervan op koraalriffen te verzachten.
Santoro en collega’s onderzochten de mogelijkheid om nuttige micro-organismen voor koralen te gebruiken om de tolerantie tegen hittestress te verbeteren en de overleving tijdens extreme hitte te verhogen.
Om dit te onderzoeken, simuleerden de onderzoekers een hittegolf in aquaria in het laboratorium. Eerst kweekten ze bacteriestammen rechtstreeks uit het microbioom van de koralen zelf, en onderzochten elk van deze 133 stammen op gunstige eigenschappen voor koraal. Ze zochten naar eigenschappen zoals stikstoffixatie of bescherming tegen koraalziekten. Na de screening werden zes stammen geselecteerd om een consortium van nuttige microben te vormen, een zogeheten probioticum. Het probioticum werd toegediend aan de koralen, waarna de watertemperatuur gedurende 10 dagen werd verhoogd tot 30°C en vervolgens weer verlaagd tot 26°C. Gedurende 75 dagen volgden ze de gezondheid, het metabolisme en de veranderingen in het microbioom van het koraal.
Alle koralen verbleekten tijdens de gesimuleerde hittegolf, maar 100% van de met het probioticum behandelde koraal herstelde en overleefde, terwijl 40% van de niet-behandelde koralen stierf. Het probioticum hielp bij het herstel van de door hitte gestresste koraal door het microbioom te veranderen. Hoewel de probiotica het microbioom van het koraal niet langdurig koloniseerde, werd het microbioom toch geherstructureerd, wat een positieve invloed had op het metabolisme en de genexpressie. Zo werden genen die betrokken zijn bij apoptose (celdood) minder gestimuleerd, terwijl genen die betrokken zijn bij hittebescherming juist werden gestimuleerd.
In het algemeen suggereren de onderzoekers dat toevoeging van probiotica de overlevingskansen van koralen in tijden van hittestress kan verbeteren. Hoewel dit slechts een laboratoriumexperiment is en de effecten moeten worden getest in natuurlijke complexe ecosystemen, zouden de implicaties voor de bescherming en het herstel van koralen wel eens belangrijk kunnen zijn.
Featured image: https://www.aims.gov.au/sites/default/files/2a5c8655-626e-4804-b05f-13c7ec93c16f.jpg
Vertaald door: Charlotte van de Velde
micro-bites.org 