Ocieplające się morza grożą przekształceniem raf koralowych z kolorowych kalejdoskopów w wyblakłe pola gruzu. Aby powstrzymać tę degradację, niektórzy naukowcy badają zaskakującą maść: probiotyki.
Dozowanie koralowców mieszanką pożytecznych bakterii powstrzymało śmierć w fali upałów symulowanej w akwarium, naukowcy donoszą 13 sierpnia w Science Advances. Dla porównania, prawie połowa koralowców, którym zamiast tego podano łagodny roztwór soli fizjologicznej, nie przetrwała w tych samych warunkach. Badania stanowią dowód koncepcji, że probiotyki mogą pomóc niektórym koralom przetrwać stres cieplny.
„Wyniki są niezwykle obiecujące”, mówi Blake Ushijima, mikrobiolog z University of North Carolina Wilmington, który nie był zaangażowany w badania. Praca daje legitymację do stosowania probiotyków jako lekarstwa na koralowce, mówi, „ale my tylko drapiemy powierzchnię. Nie rozumiemy, jak działa wiele z tych pożytecznych drobnoustrojów”.
Korale nie są pojedynczymi bytami, ale koalicjami kooperatywnych graczy. Centralnym punktem są fotosyntetyczne algi, które wykorzystują moc słońca, dostarczając energię zwierzęcemu żywicielowi, polipowi koralowemu. W koralowcach żyją również dziesiątki bakterii, z których wiele wspiera swojego gospodarza poprzez cykl składników odżywczych lub zwalczanie patogenów. Zbiorczo określane jako koralowy „holobiont”, koralowce i ich drobnoustrojowi partnerzy tworzą podstawę jednego z najbardziej bioróżnorodnych ekosystemów na naszej planecie.
Nasilające się morskie fale upałów testują integralność zdrowych holobiontów. Pod wpływem stresu cieplnego glony koralowe wyrzucają toksyczne chemikalia, co skłania polipy do ich wyrzucania. Ten proces, znany jako wybielanie, może zabić koralowce. Na przykład wybielanie spowodowane falą upałów z 2016 r. zniszczyło 29 procent płytkowodnych koralowców w północnej Wielkiej Rafie Koralowej. Społeczności bakteryjne zmieniają się również pod wpływem stresu cieplnego, zakłócając korzyści, jakie dostarczają niektóre bakterie.
„Ogólnie widzimy rozpad symbiotycznych relacji i wszystkie mikroorganizmy zaczynają walczyć” – mówi Raquel Peixoto, ekolog morski z Uniwersytetu Nauki i Technologii im. Króla Abdullaha w Thuwal w Arabii Saudyjskiej. Ona i jej koledzy wcześniej wykazali, że traktowanie koralowców starannie przygotowanymi koktajlami probiotycznymi może złagodzić bielenie koralowców w eksperymentach laboratoryjnych. To dobrze, mówi, „ale chcieliśmy dowiedzieć się, czy możemy ochronić ich przed śmiertelnością”.
W najnowszej konfiguracji naukowcy symulowali morską falę upałów w 10 akwariach, każdy z czterema fragmentami kamiennych koralowców Mussismilia hispida, podnosząc temperaturę do 30° Celsjusza na 10 dni przed przywróceniem jej do 26°C. Połowę koralowców spryskiwano sześcioma szczepami bakterii M. hispida co trzy dni podczas fali upałów i co pięć dni później, podczas gdy druga połowa była leczona solą fizjologiczną. W ciągu 75 dni Peixoto i jej współpracownicy mierzyli stan koralowców i zmiany w aktywności metabolicznej holobiontu, wraz z włączaniem i wyłączaniem genów.
Koralowce w obu grupach wyblakły, ale leczenie probiotyczne ostatecznie zadziałało. Podczas gdy 40 procent koralowców poddanych działaniu soli uległo upałowi, wszystkie koralowce skąpane w bakteriach przeżyły. „To było zaskakujące i bardzo ekscytujące” — mówi Peixoto. Probiotyk wydaje się wspomagać regenerację koralowców poprzez wywoływanie zmian genetycznych i metabolicznych u gospodarza, które są związane z tłumieniem stanu zapalnego i umożliwieniem odbudowy uszkodzonych komórek – odkryli naukowcy.
„Zmiana klimatu wpływa na koralowce szybciej, niż mogą się one przystosować”, ale ich partnerzy mikrobiologiczni mogą szybciej reagować na zmiany, mówi Kimberly Ritchie, biolog morski z University of South Carolina Beaufort, która nie była zaangażowana w badania. Takie zmiany, które mogą wywołać terapie probiotyczne, mogą „kupić koralowcom więcej czasu”, mówi.
Peixoto i jej koledzy planują wyjść poza akwarium, rozpoczynając eksperymenty w połowie sierpnia, aby sprawdzić, czy probiotyki mogą pomóc dzikim koralom. Ale niektórzy naukowcy są sceptyczni co do ostatecznej użyteczności dodanych bakterii, szczególnie w przypadku dużych raf, które mogą pochwalić się setkami gatunków koralowców. „Probiotyki są teraz seksowne”, mówi Ty Roach, ekolog molekularny z Hawajskiego Instytutu Biologii Morskiej w Kaneohe. „Mogę sobie wyobrazić scenariusze, w których byłoby to świetne podejście… ale nie sądzę, aby uratowali rafy”.
Na przykład stosowanie probiotyków na dużych rafach, które mogą pochwalić się setkami gatunków koralowców, wydaje się trudne logistycznie, mówi Roach. I mogą być niezamierzone konsekwencje. „To, co jest dobre dla jednego korala, może nie być dobre dla innych koralowców lub organizmów” – mówi Roach. „W przypadku ekosystemów tak złożonych jak rafy koralowe nie wyobrażam sobie robienia tego na dużą skalę bez nieprzewidzianych, potencjalnie szkodliwych skutków”.
Peixoto mówi, że stosowane tu probiotyki są dokładnie badane i nie stosuje się żadnych szczepów, o których wiadomo, że są szkodliwe dla życia. Ogólnie rzecz biorąc, probiotyki „nie będą srebrną kulą”, mówi. Jedyną rzeczą, która uratuje rafy, jest ograniczenie emisji dwutlenku węgla w celu zmniejszenia globalnego ocieplenia. „Ale nadal potrzebujemy odnowy i rehabilitacji, aby poradzić sobie z rzeczywistością, którą mamy teraz”, mówi, a probiotyki są obiecujące.
