Probioticele ajută coralii de laborator să supraviețuiască stresului termic mortal

Mările care se încălzesc amenință să transforme recifele de corali din caleidoscoape de culoare în câmpuri albite de moloz. Pentru a opri această degradare, unii oameni de știință explorează o soluție surprinzătoare: probioticele.

Dozarea coralilor cu un amestec de bacterii benefice a împiedicat moartea într-un val de căldură simulat într-un acvariu, au raportat cercetătorii pe 13 august în Progresele științei. În comparație, aproape jumătate dintre coralii cărora li sa administrat o soluție salină benignă nu au supraviețuit acelorași condiții. Cercetarea oferă o dovadă a conceptului că probioticele ar putea ajuta unii corali să supraviețuiască stresului termic.

„Rezultatele sunt incredibil de promițătoare”, spune Blake Ushijima, microbiolog la Universitatea din Carolina de Nord Wilmington, care nu a fost implicat în cercetare. Lucrarea conferă legitimitate utilizării probioticelor ca medicament pentru corali, spune el, „dar doar zgâriem suprafața. Nu înțelegem cum funcționează mulți dintre acești microbi benefici.”

Coralii nu sunt entități singulare, ci coaliții de jucători cooperanți. Scena centrală sunt algele fotosintetice care valorifică puterea soarelui, furnizând energie gazdei lor animale, polipul de corali. Zeci de bacterii trăiesc și în coral, multe susținându-și gazda prin ciclul nutrienților sau luptă împotriva agenților patogeni. Numiți în mod colectiv „holobiont” corali, coralii și partenerii lor microbieni formează piatra de bază a unuia dintre cele mai diverse ecosisteme de pe planetă.

Înrăutățirea valurilor de căldură marine testează integritatea holobionților sănătoși (SN: 4/10/18). Sub stres termic, algele coralilor aruncă substanțe chimice toxice, determinând polipii să le alunge. Acest proces, cunoscut sub numele de albire, poate ucide coralii (SN: 18/10/16). De exemplu, albirea de la un val de căldură din 2016 a distrus 29% din coralii de apă puțin adâncă din nordul Marii Bariere de Corali. Comunitățile bacteriene se schimbă și sub stresul termic, perturbând beneficiile pe care unele bacterii le oferă.

„În general, observăm o ruptură a relațiilor simbiotice și toate microorganismele încep să se lupte”, spune Raquel Peixoto, ecologist marin la Universitatea de Știință și Tehnologie King Abdullah din Thuwal, Arabia Saudită. Ea și colegii ei au arătat anterior că tratarea coralilor cu cocktail-uri probiotice pregătite cu grijă ar putea atenua albirea coralilor în experimente de laborator. E bine, spune ea, „dar am vrut să aflăm dacă îi putem proteja împotriva mortalității”.

Raquel Peixoto scufundări și colectare de corali
Ecologul marin Raquel Peixoto colectează microbi din coralii sălbatici din Marea Roșie. Cercetarea ei se concentrează pe tratarea coralilor stresați de căldură cu probiotice.Helena Villela

În cea mai recentă configurație, cercetătorii au simulat un val de căldură marin în 10 acvarii, fiecare cu patru fragmente de Mussismilia hispida coralii pietroși, ridicând temperatura la 30° Celsius timp de 10 zile înainte de a reveni la 26°C. Jumătate din corali au fost stropiți cu șase tulpini bacteriene din M. hispida la fiecare trei zile în timpul valului de căldură și la fiecare cinci zile după aceea, în timp ce cealaltă jumătate a primit un tratament cu ser fiziologic. Pe parcursul a 75 de zile, Peixoto și colegii ei au măsurat sănătatea coralilor și modificările activității metabolice a holobiontului, împreună cu care genele au fost activate și oprite.

Coralii din ambele grupuri s-au albit, dar tratamentul cu probiotic a funcționat în cele din urmă. În timp ce 40% dintre coralii tratați cu soluție salină au cedat căldurii, toți coralii scăldați în bacterii au supraviețuit. „A fost surprinzător și super interesant”, spune Peixoto. Probioticul pare să ajute la recuperarea coralilor prin inducerea unor modificări genetice și metabolice în gazdă, care sunt asociate cu reducerea inflamației și permițând celulelor deteriorate să se reconstruiască, au descoperit cercetătorii.

„Schimbările climatice afectează coralii mai repede decât se pot adapta”, dar partenerii lor microbieni pot răspunde la schimbări mai repede, spune Kimberly Ritchie, biolog marin la Universitatea din Carolina de Sud Beaufort, care nu a fost implicat în cercetare. Astfel de schimbări, pe care tratamentele cu probiotice le-ar putea induce, ar putea „cumpăra coralilor mai mult timp”, spune ea.

Peixoto și colegii ei plănuiesc să treacă dincolo de acvariu, începând experimentele la mijlocul lunii august pentru a vedea dacă probioticele pot ajuta coralii sălbatici. Dar unii oameni de știință sunt sceptici cu privire la utilitatea finală a bacteriilor adăugate, în special pentru recifele mari care se mândresc cu sute de specii de corali. „Probioticele sunt sexy în acest moment”, spune Ty Roach, ecologist molecular la Institutul de Biologie Marină din Hawaii din Kaneohe. „Îmi pot imagina scenarii în care aceasta ar fi o abordare grozavă… dar nu cred că vor salva recifele.”


De la astronomie la zoologie

Abonați-vă la Știri Științe pentru a vă satisface apetitul omnivor pentru cunoașterea universală.

Abonati-va

De exemplu, aplicarea probioticelor la recifele mari care se laudă cu sute de specii de corali pare o provocare logistică, spune Roach. Și ar putea exista consecințe nedorite. „Ceea ce este bun pentru un coral poate să nu fie bun pentru alți corali sau organisme”, spune Roach. „Pentru ecosisteme la fel de complexe precum recifele de corali, nu pot să văd că fac acest lucru la scară largă fără a avea niște efecte neprevăzute, potențial dăunătoare.”

Peixoto spune că probioticele folosite aici sunt analizate cu atenție și nu sunt folosite tulpini cunoscute ca dăunătoare vieții. În general, probioticele „nu vor fi un glonț de argint”, spune ea. Singurul lucru care va salva recifele este atenuarea emisiilor de dioxid de carbon pentru a reduce încălzirea globală. „Dar mai avem nevoie de restaurare și reabilitare pentru a face față realității pe care o avem acum”, spune ea, iar probioticele sunt promițătoare.