微生物——珊瑚密不可分的伙伴！
微生物查詢網(wǎng) / 2019-04-29 14:21:21
很多人認為珊瑚是海洋的一種植物，其實這種認識是錯誤的，構(gòu)成珊瑚的珊瑚蟲是一種腔腸動物?？茖W(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，珊瑚其實和我們?nèi)祟愐粯樱瑢儆诔瑐€體，意思是珊瑚中有數(shù)量驚人的細菌和微生物，細菌、微生物和珊瑚蟲，共同構(gòu)成的珊瑚叢，珊瑚叢的骨骼構(gòu)成珊瑚礁。
安妮·阿波里是伍茲霍爾海洋研究所的微生物學(xué)家和海洋地理專家，他說：“通常，當人們談到珊瑚礁，人們會想到珊瑚叢和魚類，實際上還有更多，當我們在顯微鏡下觀察珊瑚的時候，我們會發(fā)現(xiàn)更多的奧秘?！痹陲@微鏡下，珊瑚實際上是珊瑚蟲與多種其他生物的共生體，包括細菌、藻類、病毒和單細胞原生生物等?！吧汉鹘甘俏⑸锏臏卮??！卑材菡f。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，珊瑚礁下面的海洋泥沙含有微生物的數(shù)量是周圍環(huán)境的10000倍以上，在新的研究中，安妮和她的同事發(fā)現(xiàn)，珊瑚的內(nèi)部組織中也存在著大量的活體微生物?！帮@微鏡下的珊瑚看起來像一個超個體生物，”她說，在珊瑚上，有各式各樣的生命生活在一起，相互之間構(gòu)成一張相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)，和諧共生的生物機制，共同組成一個完整的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。
直到十多年前，科學(xué)家才在人類的身體里發(fā)現(xiàn)這種類似的和諧共生現(xiàn)象，人體里實際上生活著許多微生物，微生物的數(shù)量是人體細胞數(shù)量的十幾倍，生活在我們身體內(nèi)的微生物扮演著重要角色，可以說，沒有這些微生物，我們?nèi)祟愐矡o法生存。研究表明，一些特殊類型的微生物生長在我們的身體里，例如腸道和呼吸道，幫助我們消化食物，生產(chǎn)我們?nèi)梭w所需要的化學(xué)物質(zhì)，為我們體內(nèi)進行的各種化學(xué)反應(yīng)提供催化劑，并且防止我們身體被其他類型的細菌所感染。美國國家健康研究所已經(jīng)開始了一項針對居住在人體內(nèi)部微生物的研究項目，主要是研究這些微生物對人類健康的影響。
安妮對珊瑚也展開了類似的研究，“其實，微生物對珊瑚的影響并不直觀，”她說，“當你觀察珊瑚的時候，在肉眼下你看不到微生物與珊瑚的關(guān)系?！笨茖W(xué)家很早就知道珊瑚與能夠進行光合作用的藻類有共生關(guān)系，這種藻類便是黃藻，它們使用太陽光制造食物，這些食物供自己使用，也供珊瑚使用，珊瑚的生長也為黃藻提供穩(wěn)定的棲息環(huán)境，黃藻在珊瑚叢的骨架里分布十分稠密，大約每立方厘米有上百萬個黃藻。
安妮早期在夏威夷大學(xué)進行畢業(yè)設(shè)計的研究中，她發(fā)現(xiàn)珊瑚與微生物也有共生關(guān)系。她發(fā)現(xiàn)珊瑚蟲的幼體，在附著在珊瑚礁上之前，它們與微生物生活在一起，她懷疑微生物對珊瑚蟲幼體附著珊瑚礁的位置選擇有重要作用。
“當你觀察一個健康的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)時，你開始真正理解一個構(gòu)建完好的微生物與珊瑚關(guān)系，”安妮說，“這些微生物是什么？它們個體存在于哪里？它們在做什么？它們是不是對珊瑚有什么影響和作用？人類關(guān)于珊瑚與微生物關(guān)系的研究屈指可數(shù)，人們不知道的還有很多?！?br />
在2013年美國雜志《微生物應(yīng)用與環(huán)境》上，安妮與她的同事第一次向世人展示了生活在珊瑚體內(nèi)微生物的證據(jù)，當時研究的珊瑚，是一種生活在印度洋和太平洋西部的珊瑚，這是一種柱狀珊瑚，研究表明該珊瑚的組織中也生活著微生物。
安妮的研究團隊發(fā)明了一種DNA熒光探測器，借助DNA熒光探測器，研究人員能夠研究珊瑚組織內(nèi)部的情況，“并沒有單獨的細胞，它們都生活在一起，就像一串葡萄一樣，彼此之間相互聯(lián)系。”安妮說。研究人員下一步需要做的事情是，弄清楚這些與珊瑚共生的微生物如何影響珊瑚，而珊瑚又是如何影響微生物的？安妮認為，珊瑚中微生物的存在能夠解釋一些珊瑚的行為，例如，一些珊瑚生活在一些水體清潔透明的區(qū)域，這樣可以讓陽光充分照射到水下，珊瑚中一些可以進行光合作用的微生物能夠更有效地合成營養(yǎng)物質(zhì)，這些營養(yǎng)物質(zhì)也是珊瑚生長所需要的?！拔覀冋谟^察珊瑚如何在海洋中‘沙漠地帶’生存，”安妮說，她所說的海洋中的“沙漠地帶”，是指海洋中光照充分卻缺少水草的地方。安妮和她的研究團隊猜想：共生在珊瑚中的微生物，給珊瑚提供營養(yǎng)的機制，有點類似于人類腸道的微生物對人類營養(yǎng)吸收的貢獻。為了證明猜想，安妮向伍茲霍爾海洋研究所的協(xié)調(diào)員阿來森·山羅提供合作研究的要求。阿來森是美國馬里蘭大學(xué)博士后科學(xué)家，她們集中于研究某種類型的細菌能夠循環(huán)回收利用珊瑚排泄的含氮廢物，令人驚奇的是，科學(xué)家在珊瑚所處水域所測量的含氮量沒有明顯的上升，他們猜測，之所以會出現(xiàn)這種情況，是因為珊瑚中的微生物吸收了含氮物質(zhì)，將含氮物質(zhì)用于了自身的新陳代謝，在這個過程中，微生物將含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樯汉髂軌蚶玫臓I養(yǎng)。
安妮還檢測了微生物在珊瑚疾病防控方面的作用，她正在分析比較來自紅海、弗羅里達群島和加勒比海的珊瑚樣本，她認為，生活在珊瑚中的微生物能夠釋放出某種抗生素，能夠有效應(yīng)對某些致病菌的侵襲，這種抗生素對微生物自身以及珊瑚都有保護作用。“珊瑚對氣候變化、海濱的人類活動和過度捕魚高度敏感，”安妮說，“科學(xué)家正在與時間賽跑，試圖早日了解珊瑚的生態(tài)基理，掌握珊瑚生長和繁盛的條件，這也包括如何保持它們體內(nèi)的微生物的健康?！?br />