Kami memikirkan terumbu karang sebagai ekosistem yang pelbagai, tetapi setiap karang adalah mikroorganisma yang luas dan kompleks yang tidak dapat dilihat oleh mata kita. Floriaan Devloo-Delva, Pengarang disediakan

Pernahkah perasaan usus bahawa anda mempunyai sesuatu yang sama dengan terumbu karang? Nah, awak buat. Kedua-dua manusia dan batu karang bergantung kepada mikroorganisma berfungsi normal.

Di seluruh spesies, microbiomes - komuniti mikroorganisma yang tinggal bersama kami - menyokong ekosistem dengan nutrien berbasikal, memperbaiki nitrogen dan memecahkan detritus.

Dalam usus manusia, mikrob kami membantu mengekstrak nutrien daripada makanan yang tertelan, serta mempengaruhi sistem imun. Kami juga mula memahami bagaimana ekosistem dalaman ini dapat mempengaruhi kami fizikal and kesihatan mental.

Coral juga dipengaruhi oleh mikroba mereka. Seperti usus manusia, microbiome ini dianggap menyumbang kepada kejayaan terumbu karang dan terumbu karang melalui peranan dalam pemakanan, berbasikal nutrien dan perlindungan terhadap penyakit.

Walau bagaimanapun, berbanding dengan microbiome manusia, proses di mana populasi bakteria karang mempengaruhi kesihatan dan fungsi ekosistem penting ini tidak diketahui. Sesetengah bakteria ini boleh menjadi sumber ubat manusia yang baru, atau membantu kita memahami bagaimana pelunturan mempengaruhi coral.

Cabaran utama adalah kerumitan mikrobiom karang yang amat jelas. Ini menjadikan sukar untuk mengenal pasti bakteria yang memainkan peranan penting ini atau menguraikan bagaimana mereka berinteraksi dengan karang.

Mikroelektronik bawah air yang belum diterokai

Corals pelabuhan mikrobiotik yang terdiri daripada ratusan ribu mikroorganisma (bakteria, virus, archaea dan kulat) yang dianjurkan pada microscale tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Koloni karang menawarkan banyak ruang yang berlainan bagi mikrob untuk hidup. Rangkaian mikrohabitat ini membantu menjadikan batu karang salah satu ekosistem yang paling pelbagai di dunia.

Satu spesies karang boleh menjadi tuan rumah lebih banyak daripada bakteria 100,000 yang berbeza, dan gram karang dapat lebih daripada bakteria 30,000 beribu-ribu jenis. Bilangan dan jenis komuniti bakteria ini boleh berbeza-beza mengikut koloni, spesies dan terumbu karang.

Masyarakat ini juga berubah apabila batu karang ditekankan, seperti ketika mereka mengalami perubahan dalam keadaan persekitaran, menjadi sakit, atau menghadapi persaingan dari alga untuk ruang. Tetapi hubungan ini adalah rumit, jadi bagaimana kita dapat memikirkan apa yang berlaku?

Mikrob untuk setiap tujuan

Seperti mikrobiom manusia, kajian bakteria karang pertama melibatkan pengumpulan sampel (walaupun memerlukan penyelam skuba dan bukannya swab) untuk mengumpul DNA. Genom bakteria kemudian diurai dan urutan DNA dibandingkan dengan pangkalan data urutan dari bakteria yang diketahui. Perbandingan ini telah membolehkan kita mengklasifikasikan mikrob.

Melalui analisis ini, adalah mungkin untuk mengenal pasti bakteria yang terdapat pada peringkat umur hidupan yang berlainan. Ini termasuk spesies yang terlibat dalam berbasikal nitrogen and sulfur, dan bakteria yang jarang berlaku yang boleh memainkan peranan dalam mengangkut nutrien dari alga fotosintesis yang hidup di dalam karang (dikenali sebagai zooxanthellae).

Kami juga mengenal pasti spesies bakteria yang dihasilkan sebatian antimikrob dan antibakteria, yang membantu mencegah penyakit dan pertumbuhan karang yang tidak bergerak.

Walau bagaimanapun, beribu-ribu urutan DNA bakteria tidak sepadan dengan apa-apa dalam pangkalan data semasa. Bakteria tanpa nama ini tidak dilaporkan dalam mana-mana ekosistem lain dan mungkin spesies bakteria yang baru.

Ubat baru

Kepelbagaian microbiome karang bukan hanya menarik tetapi juga menawarkan prospek ubat-ubatan baru dan senyawa aktif biologi baru.

Contohnya, kita memerlukan antibiotik baru untuk melawan pecutan pesat rintangan. Hampir semua antibiotik semasa kami mula terpencil dari bakteria. Yang penting, tiada antibiotik berguna klinikal dengan mekanisme yang baru untuk memerangi jangkitan telah ditemui sejak 1980s.

Spesies bakteria baru menawarkan sumber yang belum diterokai untuk penemuan antibiotik baru, serta produk bioaktif yang lain, jika mereka berjaya dibiakkan. Menanam bakteria karang adalah satu cabaran besar, tetapi juga peluang untuk memahami sebatian antimikrob yang wujud.

Pembiakan bakteria ini juga boleh memperkayakan sumber seperti Griffith University Nature Bank, yang mengumpul sampel biologi dan berkongsi dengan penyelidik mencari ubat baru di seluruh dunia.

Canary tambang dan penolong yang tidak kelihatan

Sudah jelas bahawa kita hanya menggaruk permukaan ekosistem kompleks terumbu karang dan mikrobiom yang belum diterokai mereka. Kami terus belajar bagaimana sistem karang pelbagai, dan menilai bagaimana unik dan tidak diterokai mereka kekal.

Kemajuan dalam teknologi DNA membolehkan kita meneroka lebih banyak dimensi, tetapi jalan panjang dan menarik masih ada. Analisis berterusan terhadap terumbu karang dan mikrobioma karang adalah penting untuk memahami ekologi dan biologi karang dan terumbu karang - dan dengan kritikal bagaimana perubahan ini, terutamanya sebagai tindak balas terhadap peristiwa luaran seperti pelunturan dan pencemaran pantai.

Memelihara sumber yang belum diterokai dan belum diterokai juga sangat penting untuk penemuan masa depan sebatian antibakteria yang baru dan bertambah baik.

Mengenai Pengarang

Alejandra Hernandez, calon PhD, Pusat Kecemerlangan ARC untuk Kajian Terumbu Karang

James Cook University; Roisin McMahon, Pegawai Penyelidik Kanan, Institut Biologi Sains Molekul, Universiti Queensland

Tracy Ainsworth, Felo Penyelidik, Pusat Kecemerlangan ARC untuk Kajian Terumbu Karang, James Cook University

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon