【発見】サンゴはプロバイオティクスの助けを借りて熱波をを乗り切る

生物学

サンゴにプロバイオティクスと呼ばれる善玉菌を投与すると、白化現象後の生存率が高まることが分かりました。この方法は、熱波が発生する前にサンゴに投与することで、海水温の上昇からサンゴを回復させることができます。

気候変動によって海の温度が上昇すると、サンゴと共生する光合成藻類との関係が崩れてサンゴが白化し、場合によっては死に至ることもあります。KAUST大学(サウジアラビア・アブドラ王立科学技術大学)の研究者たちは、サンゴのための有益な微生物(BMC)を用いて、サンゴのマイクロバイオームを操作することで、サンゴのストレス耐性を高めることができるのではないかと提案しました。

そこで研究チームは、「Mussismilia hispida」というサンゴから分離した6種類の有益な細菌株を選び、実験的にM.hispidaの培養液に与えました。同時に、サンゴに熱ストレスを与えました。10日間かけて温度を30℃まで上昇させ、その後26℃まで下げました。サンゴの健康状態をモニターし、プロバイオティクスや熱ストレスを与えた場合と与えなかった場合の微生物の多様性や代謝パラメータを測定しました。

広範囲にわたるサンゴの白化

気候変動と海の温暖化は、サンゴ礁に壊滅的な影響を与えており、上の写真のように広範囲にわたるサンゴの白化を引き起こしています。

白化したサンゴ

最初は違いがありませんでした。プロバイオティクスを使用したサンゴと使用していないサンゴは、ピーク時の温度で同じように反応し、どちらも白化しました。「現在、KAUST大学の博士研究員である本研究の筆頭著者、エリカ・サントロ氏は、次のように振り返ります。「実験のその時点では、私は、まあいいか、治療法の間で同じような反応が見られるのだと思いました。しかし、温度を下げた後、プロバイオティクスBMCで処理したグループから筋書き通りの反応が観察されたのです。これは本当に嬉しい驚きでした。」

プロバイオティクス(BMC)を投与したところ、熱ストレス後のサンゴの反応と回復が改善され、生存率が60%から100%に向上しました。これは、BMCがホロビエントの「熱ストレス」の影響を緩和し、生理的・代謝的プロファイルを再構築するのに役立ったからだと研究者は解釈しています。

また、この研究では、保護のための分子メカニズムの一部についても説明しています。回復期において、BMC処理したサンゴは、アポトーシスや細胞再構築に関わる遺伝子の発現が低下し、熱ストレス防御遺伝子の発現が増加しました。また、BMC処理によって、有益なバクテリアの一部を取り込むなど、マイクロバイオームのプロファイルが変化し、集団構造にも変化が見られました。

BMCは、気候変動の影響に対処するための貴重なツールとなるが、サントロ氏は、決定打ではないことを強調します。「プロバイオティクスの使用は、サンゴが熱ストレスに対処するための効果的なツールですが、他の介入方法も考慮する必要があります。サンゴはこれらすべての方法を必要としています。」

用語

プロバイオティクス:人体に良い影響を与える微生物、または、それらを含む製品、食品のこと。

マイクロバイオーム:細菌叢のこと。ヒトにもあり、腸内細菌叢には、ヒトの細胞数に近い約40兆個の細菌が存在し皮膚、口腔、鼻腔、膣などにも微生物が存在している。すべての生き物がこのような形で共生している。

アポトーシス:多細胞生物の細胞で増殖制御機構として管理・調節された、能動的な細胞死のこと。

Great Source:SciTechDaily and DOI: 10.1126/sciadv.abg3088

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