Symbiotische algen die in koralen leven, geven die dieren hun levendige kleur, evenals veel van de voedingsstoffen die ze nodig hebben om te overleven. die algen, en andere microben in de lichamen van koralen, zijn uitgebreid bestudeerd - maar tot nu toe, onderzoekers hebben de microbiële gemeenschappen net buiten de koraalkolonies grotendeels genegeerd. Een nieuwe studie van wetenschappers van de Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) is begonnen met het beschrijven en catalogiseren van microben die slechts een paar centimeter van het oppervlak van koralen leven, de basis leggen voor toekomstige studies. Het werk van de onderzoekers wordt op 21 mei gepubliceerd in het tijdschrift Limnologie en oceanografie .

"Microben zijn overal op riffen. Er zijn er ongeveer een miljoen in een enkele milliliter, dat is ongeveer 20 druppels, van zeewater. Maar we hebben nog geen goed beeld van de microbiële populatie die naast koralen bestaat, " zegt Laura Weber, hoofdauteur van de studie en een Ph.D. student in het gezamenlijke WHOI-MIT-programma. "Er is enig bewijs uit eerdere studies dat koralen omgeven kunnen zijn door unieke microbiële cellen, maar veel vragen zijn nog niet beantwoord. Verschillen deze cellen per koraalsoort of riflocatie? Hoe zouden ze kunnen functioneren?" zegt ze.

Om te beginnen met het wegnemen van die vragen, Weber en haar collega's concentreerden zich op het bemonsteren van het zeewater rond Caribische koralen over meerdere riffen. Weber denkt dat microben direct naast de koralen een rol kunnen spelen bij het afbreken van afvalproducten uit de kolonies, nieuwe voedingsstoffen introduceren en mogelijk symbiotische algen of ziekteverwekkers in de koralen zelf laten.

Samen met haar Ph.D. adviseur, Amy Apprill, Weber reisde naar een beschermd koraalrifsysteem genaamd de "Jardines de la Reina, " gelegen te midden van een reeks afgelegen eilanden in de buurt van de zuidkust van Cuba. Eenmaal daar aangekomen, Weber werkte samen met de lokale Cubaanse wetenschappers Patricia Gonzalez-Díaz en Maickel Armenteros om op de riffen te duiken en tientallen kleine monsters uit het water te verzamelen in de buurt van vijf verschillende soorten koraal.

"De Cubaanse riffen waren een perfecte gelegenheid voor deze studie. Omdat ze zo afgelegen zijn, er is een beperkte impact van menselijke activiteiten, " zegt Apprill, een koraalrif-ecoloog bij WHOI en senior auteur op het papier. Een meerderheid van het rifsysteem werd in 1996 door de Cubaanse regering ingesteld als beschermd zeegebied, dus vissen is verboden en duiktoerisme is beperkt. "De Cubaanse wetenschappers waarmee we hebben samengewerkt, doen ook onderzoek dat een aanvulling is op ons eigen onderzoek. Ze hebben uitgebreide kennis van hun mariene milieu, en toegang verleend tot onderzoeksvergunningen, wat een duidelijk voordeel was bij het plannen van locaties voor cruises, " voegt Apprill toe.

Toen de monsters terug in de VS waren, Weber analyseerde het genetische materiaal van de microben die erin zaten om erachter te komen welke soorten aanwezig waren. Ze ontdekte dat verschillende soorten koraal inderdaad verschillende microbiële gemeenschappen in de buurt hadden. "We begonnen coole soortspecifieke trends te vinden, " zegt Weber. "Ik dacht dat we helemaal geen verschillen zouden zien, maar het bleek dat op sommige gebieden, de bacterie Endozoicomonas , die in symbiose met koralen leeft, was eigenlijk verrijkt in het zeewater dichter bij koralen in vergelijking met het omringende rifwater. Dat betekent dat het gebied dat grenst aan koralen belangrijk kan zijn voor het aantrekken van symbionten naar het oppervlak van een koraal, of het zou een regio kunnen vertegenwoordigen waar koralen hun symbionten afwerpen."

Naast het begrijpen welke microben naast koralen leven, Weber en Apprill keken ook naar de mogelijke ecologische functies van de micro-organismen. Ze ontdekten dat de zeewatermicroben genen bevatten die hen in staat stellen om te interageren met het koraaloppervlak, wat suggereert dat er belangrijke interacties kunnen zijn tussen zeewatermicro-organismen en het koraaloppervlak.

"Wetenschappers werken al een tijdje om de rol van micro-organismen in rifomgevingen en binnen koraalkolonies te begrijpen. Maar nu hebben we bewijs dat een mogelijke relatie aantoont tussen zeewatermicroben en koraalsymbionten. Dat geeft ons enkele aanwijzingen over hoe ze vinden en infecteren koraal kolonies, en hoe ze de gezondheid van de koralen kunnen beïnvloeden. Het is erg spannend, ' zegt Weber.

Dit project werd gefinancierd door het Dalio Explore Fund, die wetenschappelijk onderzoek bij de WHOI ondersteunt. Het fonds maakt deel uit van de grotere inzet van Dalio Philanthropies voor oceaanonderzoek en -ontdekking, inclusief het nieuwe OceanX-initiatief.

"We zijn verheugd om de wetenschappelijke onderzoeksinspanningen van de WHOI te ondersteunen via het Dalio Explore Fund, " zei Vincent Pieribone, vice-voorzitter, OceaanX. "De bevindingen van deze missie zullen helpen de geheime levens van koraal te onthullen, hoe hun microbioom - vergelijkbaar met het onze - een goede gezondheid ondersteunt, en hoe, wanneer ze in onbalans zijn, koralen, zoals mensen, ziek kan worden."