在珊瑚礁健康方面，科学家们多年来一直关注漂白现象，这一事件可能会危及珊瑚及其支持的多样化海洋生态系统。在漂白、高温或其他压力因素期间，珊瑚会排出共生藻类，共生藻类是有益的、颜色鲜艳的微生物，通常与珊瑚分享多余的能量和营养。最终，漂白会使珊瑚挨饿，危及整个珊瑚礁生态系统。
但是在过去的二十年里，科学家已经意识到其他微生物对珊瑚健康也至关重要，包括生活在珊瑚表面和组织上的细菌群落。这些细菌构成了珊瑚微生物群落。即使低于漂白阈值的高温也会破坏珊瑚的微生物群落，使珊瑚容易生病。
然而，科学家们缺乏关于构成世界上1500多种珊瑚物种的细菌的全面数据。由于全球珊瑚微生物学计划，来自华盛顿大学、博塞特大学、宾夕法尼亚州立大学和俄勒冈州立大学的研究人员之间的合作，这种情况开始改变。该团队正在研究珊瑚中细菌的多样性及其随时间的变化。
在11月22日发表在《自然通讯》杂志上的首次关于健康珊瑚的全面调查中，研究小组报告称，珊瑚细菌是一个令人惊讶的多样化群体——珊瑚身体的不同部分可以容纳独特的细菌群落。
“这个项目代表了最全面的努力之一，以确定不同热带珊瑚群中的细菌类型，细菌的类型在珊瑚解剖结构中是如何不同的，以及珊瑚和细菌之间的共生关系如何随着珊瑚的进化而变化，”UW博瑟尔生物科学助理教授、资深和通讯作者杰西赞恩维德说。
他们的研究结果揭示了各种珊瑚物种中有哪些相对健康的珊瑚微生物群，以及珊瑚微生物群是如何形成和进化的。了解微生物群甚至可以帮助预测哪些珊瑚将在热浪或疾病爆发中存活。
Zaneveld说：“就像我们肠道中的细菌帮助我们消化食物，保护我们免受病原体的侵害一样，与珊瑚相关的正常细菌也可以帮助它们处理营养物质，帮助保护它们免受疾病的侵害。
该团队与詹姆斯库克大学和澳大利亚海洋科学研究所的科学家合作，从大堡礁沿线的236种不同的健康珊瑚中收集了691个小组织样本。研究人员在每块珊瑚中收集了多达三种不同组织的样本：碳酸钙的硬骨架、柔软的内部组织和外部粘液层。取样的珊瑚包括不同的物种。在某些情况下，这些物种已经分离了数千万年。
研究人员对这些组织样本中的细菌脱氧核糖核酸进行了测序，并使用这些样本来识别每个珊瑚物种和组织的健康微生物群中的细菌类型。他们发现粘液、骨骼和软组织都含有明显的微生物群落——细菌种类的丰富性和多样性在组织类型上差异很大。一般来说，骨骼中含有最多样的细菌，这让研究小组感到惊讶。他们一直期望粘液覆盖珊瑚，在他们和环境之间形成屏障，以便拥有最多样化的微生物群落。相反，粘液微生物群通常是最不多样化的。
研究小组还发现，珊瑚物种的微生物组成差异最大。虽然粘液微生物区系也因珊瑚种类而异，但它们也受到位置、温度和深度等环境因素的强烈影响。珊瑚物种之间的主要差异引发了关于珊瑚与其微生物之间这些联系的年龄以及它们如何随时间变化的问题。
研究人员发现，远程相关的珊瑚更有可能产生不同高度的微生物群。关系更密切的珊瑚通常具有相似的微生物群落。这种模式被称为系统共生，是珊瑚骨骼内部微生物群落最强的模式。尽管研究小组发现许多珊瑚-细菌的联系可能是最近的，但至少有四种类型的细菌已经随着一些珊瑚群进化了数百万年。
现在，研究人员希望收集更多关于健康珊瑚微生物群的数据，了解为什么一些物种有完全不同类型的微生物群，并研究同一珊瑚中的组织如何建立和维持不同的微生物群。
Zaneveld说：“我们想知道不同因素——如珊瑚的免疫系统或其环境——在塑造微生物群中的作用。“这些答案可以帮助我们了解微生物群如何影响珊瑚健康，以及珊瑚受到压力时会出现什么问题。”
石珊瑚已经存在了4亿多年，今天的珊瑚礁为数百万条鱼提供了繁殖场所，并有可能拯救生命的药物。与气候变化相关的压力因素与创纪录的漂白水平有关。但是赞恩维德说，仅仅研究珊瑚微生物群并不能拯救珊瑚礁。
“大堡礁很大——大约是华盛顿州的两倍大——所以我们可能没有药物或有益微生物可以添加到水中来拯救它，”赞伊夫德说。“然而，我们可以通过应对气候变化来拯救珊瑚礁。”
他说，只有解决珊瑚礁衰退的根本原因，通过减缓气候变化和减少过度捕捞和营养污染的措施，珊瑚才能最终得到帮助。
Zaneveld说：“如果我们这样做，我们也可以拯救已经进化了数百万年的错综复杂的细菌共生关系，这可能是我们将永远从世界上失去的新医疗药物的关键。
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