Jak rostou, korály se koupou v moři mořských mikrobů, jako jsou bakterie, řasy a viry. Zatímco tyto extrémně hojné a drobné mikroorganismy ovlivňují korálová společenství různými způsoby, nová studie vědců z Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), Bermudského institutu oceánských věd (BIOS) a University of California, Santa Barbara (UCSB) odhaluje, že korály mají také vliv na mikroby ve vodách, které je obklopují.
V nových laboratorních pozorováních interakcí mezi korály a planktonickými bakteriemi, známými jako pikoplankton, výzkumníci zjistili, že koráli se selektivně živí specifickými typy bakterií – stejnými bakteriemi, jejichž růst je podporován organickou hmotou a živinami, které jsou uvolňovány korály.
„Víme, že mořští mikrobi hrají hlavní roli při přesunu živin a recyklaci hmoty do forem, které jsou pro korály lépe využitelné,“říká mikrobioložka WHOI Amy Apprill, jedna z autorek článku zveřejněného 12. října., 2016, v časopise Limnology and Oceanography. "Ale tato studie poprvé ukazuje, že koráli mají určitou kontrolu nad produkcí mikrobů kolem sebe a že to koráli využívají ke svému vlastnímu růstu."
Korály vylučují ochrannou povrchovou vrstvu hlenu, která také podporuje aktivní komunitu mikrobů. Apprill a její kolegové Sean McNally a Rachel Parsons z BIOSu, aby lépe porozuměli tomu, jak mohou korály a korálový sliz interagovat s mikroby v okolních vodách útesů, uspořádali experimenty založené na akváriích s použitím kolonií korálů P. astreoides získaných ze tří Bermudské útesy.
V 12denním experimentu bylo použito celkem devět nádrží s mořskou vodou. Výzkumný tým spočítal mikroby v mořské vodě, aby mohl sledovat různé populace a jak reagují na různé léčby. Tři z nádrží byly použity jako "kontroly" a nebyly přidány žádné přísady, zatímco výzkumníci přidali hlen získaný z korálů P. astreoides do tří nádrží. Ve zbývajících třech nádržích byly korály vysazeny a později odstraněny, aby výzkumníci mohli pozorovat jejich účinky na mikroby v mořské vodě.
„Když jsme do nádrží umístili korály, počet mikrobů v mořské vodě se drasticky snížil,“říká Apprill. "Pozorovali jsme, že se koráli selektivně živí několika druhy bakterií - Rhodobacteraceae, Synechococcus a SAR11, což jsou nejhojnější skupiny bakterií v oceánu. Poté jsme korály vyndali z nádrží s mořskou vodou a pozorovali jsme silný nárůst těchto mikrobů."
Nárůst byl částečně důsledkem toho, že se mikroby obnovily samy, protože korály se jimi už neživily, říkají vědci. Ale tým také zaznamenal něco překvapivého: extrémně rychlé tempo mikrobiálního růstu.
„Růst byl poměrně vysoký, zejména v případě SAR11, což bylo jedno z nejrychlejších temp růstu, jaké kdy bylo zdokumentováno,“dodává Apprill. "Naznačuje to, že mikrobi rostou na něčem, co koráli zanechávají v nádrži. Poprvé pozorujeme důležité vlivy, které mají koráli na celou okolní mikrobiální komunitu."
Jednou z dalších klíčových věcí, které výzkumný tým pozoroval, jak se děje v nádržích s korály v důsledku spásání bakterií, byla remineralizace dusíku ve vodě. Ve zdravých ekosystémech korálových útesů se koncentrace amoniaku – toxického odpadního produktu produkovaného většinou zvířat – blíží nule. Důvodem je, že mikrobi neustále přeměňují amoniak na různé a méně toxické formy, jako je dusičnan, a vracejí dusík zpět do vody. Zatímco vědci si byli vědomi tohoto detoxikačního procesu v ekosystému útesů, zdroj odpovědných mikrobů byl záhadou.
„Doposud nebylo přesně známo, kde k tomuto procesu dochází, zda se to odehrává v písku nebo ve vodním sloupci nebo ve spojení s korály,“vysvětluje Alyson Santoro, mikrobioložka z UCSB a spoluautorka.. "Tato studie ukazuje, že tento detoxikační proces je přímo a fyzicky spojen s korály."
V nádržích obsahujících sliz, ale žádné korály, výzkumný tým nepozoroval drastické změny jako v nádržích s korály. Zaznamenali malý nárůst mikrobů po počátečním přidání hlenu.
„Není to jen hlen, který způsobuje, že mikroby ve vodě jsou aktivnější,“říká Apprill. "Je to vlastně to, co korál uvolňuje, což je stále nedefinovaná skupina sloučenin."
„Tato studie ukazuje, že koráli ve skutečnosti ovlivňují komunitu pikoplanktonu tím, že vybírají specifické linie pikoplanktonu k odstranění a také potenciálně využívají komplexní sloučeniny uhlíku vylučované korály k podpoře růstu těchto linií,“dodává Rachel Parsons, mikrobiální oceánograf v BIOSu a spoluautor článku.
Korálové útesy, které podporují rozmanitá společenství ryb a jiných mořských živočichů, celosvětově ubývají nebývalým tempem kvůli vlivům způsobeným člověkem, jako je oteplování vod a acidifikace oceánů. Výzkumníci tvrdí, že je naléhavě potřeba odhalit, jak specifické interakce korálového pikoplanktonu přispívají k těmto ohroženým ekosystémům.
