Wir betrachten Korallenriffe als ein vielfältiges Ökosystem, aber jede Koralle ist eine ganze und komplexe Mikrowelt von Organismen, die für unsere Augen nicht wahrnehmbar sind. Floriaan Devloo-Delva, Autor zur Verfügung gestelltWir betrachten Korallenriffe als ein vielfältiges Ökosystem, aber jede Koralle ist eine ganze und komplexe Mikrowelt von Organismen, die für unsere Augen nicht wahrnehmbar sind. Floriaan Devloo-Delva, Autor zur Verfügung gestellt

Hattest du jemals das Gefühl, dass du etwas mit einem Korallenriff gemeinsam hast? Nun, du tust es. Sowohl Menschen als auch Korallen sind auf Mikroorganismen angewiesen, um normal zu funktionieren.

Über alle Arten hinweg unterstützen Mikrobiome – die Gemeinschaften von Mikroorganismen, die mit uns leben – Ökosysteme, indem sie Nährstoffe zirkulieren, Stickstoff binden und Detritus abbauen.

Im menschlichen Darm hilft unser Mikrobiom dabei, Nährstoffe aus der aufgenommenen Nahrung zu extrahieren und das Immunsystem zu beeinflussen. Wir beginnen auch zu verstehen, wie sich dieses interne Ökosystem auf uns auswirken kann physikalisch und psychische Gesundheit.

Auch Korallen werden durch ihr Mikrobiom beeinflusst. Es wird angenommen, dass das Mikrobiom wie der menschliche Darm zum Erfolg von Korallen und Korallenriffen beiträgt, indem es eine Rolle bei der Ernährung, dem Nährstoffkreislauf und dem Schutz vor Krankheiten spielt.


Innerself-Abonnieren-Grafik


Im Vergleich zum menschlichen Mikrobiom sind die Prozesse, durch die Korallenbakterienpopulationen die Gesundheit und Funktion dieser wichtigen Ökosysteme beeinflussen, jedoch nicht genau bekannt. Einige dieser Bakterien könnten die Quelle neuer Medikamente für den Menschen sein oder uns helfen zu verstehen, wie sich Bleiche auf Korallen auswirkt.

Eine große Herausforderung ist die schiere Komplexität der Korallenmikrobiome. Dies macht es schwierig, die Bakterien zu identifizieren, die diese wichtige Rolle spielen, oder zu entschlüsseln, wie sie mit der Koralle interagieren.

Eine unerforschte Unterwasser-Mikrowelt

Korallen beherbergen ein Mikrobiom aus Hunderttausenden Mikroorganismen (Bakterien, Viren, Archaea und Pilze), die im Mikromaßstab organisiert sind, der für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist. Eine Korallenkolonie bietet viele verschiedene Lebensräume für Mikroben. Diese Reihe von Mikrohabitaten trägt dazu bei, dass Korallen einer davon sind die vielfältigsten Ökosysteme der Welt.

Eine Korallenart kann Gastgeber sein mehr als 100,000 verschiedene Bakterien, und ein Gramm Koralle kann mehr als 30,000 Bakterien tausender verschiedener Arten beherbergen. Die Anzahl und Art dieser Bakteriengemeinschaften kann je nach Korallenkolonie, Art und Riffe variieren.

Diese Gemeinschaften verändern sich auch, wenn Korallen gestresst sind, beispielsweise wenn sich die Umweltbedingungen ändern, sie erkranken oder der Konkurrenz von Algen um Platz ausgesetzt sind. Aber diese Beziehungen sind komplex. Wie können wir also herausfinden, was vor sich geht?

Mikroben für jeden Zweck

Wie bei einem menschlichen Mikrobiom geht es bei der Untersuchung von Korallenbakterien zunächst darum, Proben zu sammeln (allerdings sind hierfür eher Taucher als Abstriche erforderlich), um DNA zu sammeln. Anschließend werden die Bakteriengenome sequenziert und die DNA-Sequenzen mit Datenbanken mit Sequenzen bekannter Bakterien verglichen. Dieser Vergleich hat es uns ermöglicht, die Mikroben zu klassifizieren.

Durch diese Analysen war es möglich, Bakterien zu identifizieren, die in verschiedenen Lebensstadien von Korallen vorhanden sind. Dazu gehören Arten, die am Radfahren beteiligt sind Stickstoff und Schwefel und seltene Bakterien Dies könnte eine Rolle beim Transport von Nährstoffen aus den photosynthetischen Algen spielen, die in Korallen leben (sogenannte Zooxanthellen).

Wir haben auch Bakterienarten identifiziert, die produzieren antimikrobielle und antibakterielle Verbindungen, die dazu beitragen, Krankheiten und Überwucherung der unbeweglichen Koralle zu verhindern.

Allerdings stimmen Tausende der bakteriellen DNA-Sequenzen mit nichts in aktuellen Datenbanken überein. Diese anonymen Bakterien wurden in keinem anderen Ökosystem gemeldet und dürften völlig neue Bakterienarten sein.

Neue Medikamente

Die Vielfalt des Korallenmikrobioms ist nicht nur faszinierend, sondern bietet auch die verlockende Aussicht auf neue Medikamente und neue biologisch aktive Verbindungen.

Wir brauchen zum Beispiel dringend neue Antibiotika zur Bekämpfung schnelle Beschleunigung des Widerstands. Fast alle unsere aktuellen Antibiotika wurden zunächst aus Bakterien isoliert. Wichtig ist, dass seit den 1980er Jahren kein klinisch nützliches Antibiotikum mit einem völlig neuen Mechanismus zur Infektionsbekämpfung entdeckt wurde.

Neue Bakterienarten bieten ungenutzte Ressourcen für die Entdeckung von neue Antibiotikasowie andere bioaktive Produkte, wenn sie erfolgreich kultiviert werden können. Die Kultivierung von Korallenbakterien ist eine große Herausforderung, bietet aber auch die Möglichkeit, antimikrobielle Verbindungen zu verstehen, die in der Natur vorkommen.

Die Kultivierung dieser Bakterien könnte auch Ressourcen wie die Griffith University bereichern Naturbank, das biologische Proben sammelt und sie mit Forschern auf der ganzen Welt teilt, die nach neuen Medikamenten suchen.

Meine Kanarienvögel und unsichtbaren Helfer

Es ist klar, dass wir nur an der Oberfläche des komplexen Ökosystems der Korallenriffe und ihrer unerforschten Mikrobiome gekratzt haben. Wir lernen ständig, wie vielfältig Korallensysteme sind und bewerten, wie einzigartig und unerforscht sie noch sind.

Fortschritte in der DNA-Technologie ermöglichen es uns, immer mehr Dimensionen zu erforschen, aber es liegt noch ein langer und aufregender Weg vor uns. Die kontinuierliche Analyse von Korallenriffen und Korallenmikrobiomen ist wichtig, um die Ökologie und Biologie von Korallen und Korallenriffen zu verstehen – und vor allem, wie sich diese verändern, insbesondere als Reaktion auf externe Ereignisse wie z Bleichen und Küstenverschmutzung.

Die Erhaltung ungenutzter und unerforschter Ressourcen ist auch für die zukünftige Entdeckung neuer und verbesserter antibakterieller Verbindungen von entscheidender Bedeutung.

Über den AutorDas Gespräch

Alejandra Hernandez, Doktorandin, ARC Centre of Excellence for Coral Reef Studies

James Cook University; Roisin McMahon, Senior Research Officer, Institut für Molekulare Biowissenschaften, Die Universität von Queensland

Tracy Ainsworth, wissenschaftliche Mitarbeiterin, ARC Centre of Excellence for Coral Reef Studies, James Cook University

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

Bücher zum Thema

at InnerSelf Market und Amazon