科普 | 我们与珊瑚及其未知的微生物群有什么共同之处

是否曾经觉得你和珊瑚礁有共同之处?是的，共同之处就是人类和珊瑚发挥功能都需要依赖于微生物。在所有物种中，与我们共同生存的微生物群落——通过营养循环、氮固定和分解废弃代谢物来维持生态系统。人类的肠道中微生物群落帮助提取食物中的营养物质，同时也影响免疫系统。肠道内的生态系统影响身心健康的机制也逐渐被了解。珊瑚也受到微生物群落的影响。就像人类的肠道一样，微生物群落是通过提供营养、营养循环和抵御疾病来促进珊瑚和珊瑚礁的形成。然而，与人类微生物群落相比，珊瑚的细菌种群对重要生态系统的健康和功能的影响机制尚未清楚。其中一些细菌可能是人类新药物的来源，或者帮助我们了解漂白剂对珊瑚的影响。一个主要的挑战是珊瑚微生物群落的复杂性。这使得这些重要的细菌难以鉴定，也很难确定细菌是如何与珊瑚相互作用的。

一个未被探索的水下微生态珊瑚中包含成千上万的有细菌、病毒、古生菌和真菌组成的微生物群落，微观到人类的肉眼察觉不到。珊瑚群落为微生物生存提供多维空间。一系列的微生物定植使珊瑚成为世界上最多样化的生态系统之一。一种珊瑚可以容纳10万种不同的细菌，一克珊瑚可以容纳超过3万多种不同类型的细菌。这些细菌群落的数量和类型在珊瑚群落、物种和珊瑚礁上都有差异。当珊瑚受到压力时，这些群落也会发生变化，比如当它们经历环境变化、患病或面临藻类竞争时。但是这些相互作用很复杂，我们应该怎么才能弄清楚呢?

各样的微生物与人类微生物群落一样，珊瑚细菌的研究首先是收集样本提取DNA (尽管需要潜水者而不是拭子)，然后对细菌基因组进行测序，并将DNA序列与已知细菌序列的数据库进行比对，对微生物进行分类。

通过分析可以确定在珊瑚不同生长阶段存在的细菌。这些物种包括循环氮、硫和可以从在珊瑚中生长的光合藻类(即所谓的黄藻)运送营养物质的稀有细菌。研究人员还发现了可以产生抗微生物和抗菌化合物的细菌种类，有助于防止疾病和固化珊瑚的过度生长。然而，在目前的数据库中，成千上万的细菌DNA序列未能比对。这些未知细菌在其他任何生态系统中都没有被报道过，而且很可能是全新的细菌种类。新药珊瑚菌群的多样性不仅吸人眼球，而且提供了新药物和新的生物活性化合物的无限前景。我们迫切需要新的抗生素来对抗快速增长的耐药性。几乎所有的抗生素都是从细菌中分离出来的。重要的是，自上世纪80年代以来，以新的机制在临床上抵抗感染的抗生素，一种都没有发现。

如果新的细菌能成功地分离培养，可以为提取新的抗生素和其他生物活性产品提供资源。培育珊瑚细菌是一个巨大的挑战，但也是了解自然界中抗菌化合物的机会。培养这些细菌也可以丰富资源，如格里菲斯大学自然银行(Griffith University Nature Bank)，它收集生物样本，并与世界各地寻找新药的研究人员分享。矿物群岛和隐形的帮手很明显，我们只是在表面了解珊瑚礁复杂生态系统以及它们未被探索的微生物群落。对珊瑚系统的多样性，独特性和更多未知的信息还需要不断地探索和理解。DNA技术的进步使我们能够探索更多的信息，但科研道路仍漫长且令人兴奋。珊瑚礁和珊瑚生物群落的持续分析对了解珊瑚和珊瑚礁的生态学和生物学至关重要；珊瑚和珊瑚礁的生态学如何变化，尤其是对诸如漂白剂和海岸污染等反应也至关重要。保留未开发和未勘探的资源对于将来发现新的和改进的抗菌化合物非常重要。参考文献序号题目期刊下载二维码[1]The coral core microbiome identifies rare bacterialtaxa as ubiquitous endosymbiontsThe ISME Journal[2]Coral-Associated Bacteria and Their Role in the BiogeochemicalCycling of SulfurAPPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY[3]Corals Form Characteristic Associations with Symbiotic NitrogenFixingBacteriaAPPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY[4]The Microbial Signature Provides Insight into the Mechanistic Basisof Coral Success across Reef HabitatsmBio本文由微生太群友任晓萌编译，莫秋芬、江舜尧编辑。