Et varmt forhold mellem koraller og bakterier

Bakterier i visse mikrobiomer ser ud til at hjælpe koraller med at tilpasse sig højere vandtemperaturer og beskytte mod blegning, som vist af et KAUST-ledet forskerhold.

Koraldyr er afhængige af alge- og bakteriesymbionter, kendt som mikrobiom, at fungere og trives. Disse gensidigt gavnlige forhold kan vise sig at være afgørende, hvis koraller skal overleve den hurtige opvarmning af havene, fordi kortlivede bakterier kan tilpasse sig hurtigere end langlivede koraller og dermed kan tilbyde koraller en vis beskyttelse.

"Vores udfordring er at udrede og forstå de symbiotiske interaktioner mellem koraller og andre organismer, " sagde lektor i havvidenskab Christian Voolstra ved Red Sea Research Center i KAUST, der ledede projektet i samarbejde med forskere ved Stanford University. "Vi designede et eksperiment, der gjorde det muligt for os at overvåge koral-bakterielle interaktioner over tid og vurdere deres reaktioner på ændringer i vandtemperaturen."

Holdet foretog deres forskning i det sydlige Stillehavs rev pools nær Ofu Island i American Samoa National Park. De valgte to pools i umiddelbar nærhed, der var vært for koralarten Acroporahyacinthus, men som havde forskellige naturligt forekommende vandtemperaturer - en pool havde et lavere temperaturområde, sjældent over 32 grader Celsius, mens den anden svingede mellem 25 og 35 grader celsius.

Det internationale hold transplanterede nogle koralfragmenter fra den ene pool til den anden og overvågede dem og deres tilknyttede bakterier nøje i både deres oprindelige og nye miljøer.

"Sytten måneder efter transplantationen, vi udførte et kortvarigt varmestresseksperiment og fandt ud af, at korallerne transplanteret fra det koldere til det varmere miljø havde ændret deres tilknyttede bakterier og var mere varmebestandige, " forklarede Voolstra. "Deres mikrobiom lignede korallerne hjemmehørende i den varmere pool. Dette tyder på, at bakterielle associationer er fleksible og potentielt kan hjælpe koraller med at tilpasse sig skiftende miljøer - et spændende resultat!"

I stresseksperimentet koraller hjemmehørende i den køligere pool bleget betydeligt, mens koraller flyttede til den varmere pool 17 måneder tidligere blegede mindre, i tråd med deres nyerhvervede mikrobiom. Yderligere analyse af de forskellige mikrobielle samfund i puljerne viste, at mikrobiomer med højere temperatur havde et højere kulhydratstofskifte og et mere funktionelt sukkertransportsystem.

"Vores næste skridt er at bevise, at specifikke bakterier direkte bidrager til værtens termiske tolerance, " sagde Voolstra. "Vi kan gøre dette ved at vise, at fraværet af en bakterie gør koralværten varmefølsom, hvorimod en forbindelse med den samme bakterie gør koraller mere varmetolerante."

"Dette er udfordrende, fordi at finde de rigtige bakterier er som at finde en nål i en høstak, men vi går efter det, sagde Voolstra.