珊瑚和微生物宿主共同進化,俄勒岡州立大學的一項新的研究顯示。研究結果發(fā)表在自然通訊,添加新的洞察力四面楚歌的拯救地球的戰(zhàn)斗珊瑚珊瑚礁,地球的生物起源的最大和最重要的結構。

這項研究由美國國家科學基金會資助,涉及數(shù)百名的樣本scleractinian珊瑚蟲還被稱為石corals-which自4.25億年前第一次出現(xiàn)已經擴展到超過1500人物種.

許多的主要建設者珊瑚礁,發(fā)現(xiàn)在不到1%的海洋,但卻有近四分之一的所有已知的海洋生物。珊瑚礁也有助于調節(jié)海洋二氧化碳濃度,是一個至關重要的獵場,科學家們在尋找新藥物使用。

“許多珊瑚滅絕在工業(yè)化和許多其他人都面臨滅絕的威脅,”研究的合著者和俄勒岡州立大學的微生物學家麗貝卡·維加瑟貝說,誰是在2018年的俄勒岡州University-produced紀錄片“拯救亞特蘭蒂斯號。”“如果我們看到模式微生物之間的進化和珊瑚,這給了我們一個認識微生物目標學習他們做什么,他們如何幫助珊瑚抗拒氣候變化,以及它們如何有助于緩沖營養(yǎng)污染。我們可以更深入地觀察微生物和理解它們如何幫助或傷害主人。”

現(xiàn)代珊瑚是一個復雜的組成鞭毛藻類,真菌、細菌和古生菌,它們共同構成了珊瑚微生物。微生物組成的變化與珊瑚健康的變化。

“可能是祖先的珊瑚也存在復雜的微生物群落,但有很多我們不知道如何將這些coral-microbe共生進化或影響微生物群落的關鍵因素在現(xiàn)代珊瑚,“維加瑟貝說。“某些種類的珊瑚有不同的微生物,在某一時刻發(fā)生的,在他們的進化歷史。4億年前,但有特定的微生物組做展示很強的證據(jù)與宿主最近進化。”

維加瑟伯瑞安McMinds,博士生在她的實驗室和co-first該論文的作者之一,是國際合作的一部分,還包括賓夕法尼亞州立大學的莫妮卡麥地那和前杰西Zaneveld俄勒岡州立博士后學者,現(xiàn)在Washington-Bothell大學的助理教授。

巨大,計算具有挑戰(zhàn)性的研究項目涉及600珊瑚樣本21珊瑚礁的海岸澳大利亞,跨越17度的緯度。

”在很多不同的尺度上,類似珊瑚主機越多,越相似的微生物群落都是整個社區(qū)和特定的微生物,“McMinds說。“我們收集的樣本盡可能多的種類的珊瑚是可能的。對于每一個樣本集,我們看著珊瑚的組織,骨骼和粘液看到微生物有什么。”

要做到這一點,研究人員16 s rRNA基因測序。基因存在于每一個生物體,McMinds解釋道,但略有不同。他把它比作一個“分子條形碼”的生物它屬于。

從那時起,科學家可以尋找模式之間不同的珊瑚的微生物群落和確定聯(lián)合進化的珊瑚和微生物。

“我們發(fā)現(xiàn)大力支持coral-microbe phylosymbiosis,反映在珊瑚微生物組成和豐富的珊瑚宿主的進化歷史,“維加瑟貝說。“當現(xiàn)代造礁珊瑚物種形成家庭大約2500萬至2500萬年前開始,伴隨著大量微生物豐富的變化。在最近的物種形成事件和變化不斷累積。”

珊瑚多樣性評估各種因素太大,保持每一個珊瑚物種的微生物,但是這些發(fā)現(xiàn)為微生物提供一般規(guī)則大會”,通知估計的影響微生物的替代部分珊瑚樹。”

“現(xiàn)在我們有了一個框架,用于分析scleractinian珊瑚微生物可以揭示珊瑚的進化史,主機的特點和當?shù)丨h(huán)境互相影響微生物形狀,”維加瑟貝說。“珊瑚世界,有長期假設和珊瑚微生物密切相關,但沒有足夠的數(shù)據(jù)集測試之前了。”

這是一個多么大的驚喜微生物群落的研究人員發(fā)現(xiàn)珊瑚的碳酸鈣骨骼顯示更大的微生物豐富而組織和粘液微生物。此外,骨骼微生物長期phylosymbiosis-a的最強信號顯示模式的多元化相關群宿主生物體與變化他們的微生物之間的異同。

“我們原本以為珊瑚會表現(xiàn)出phylosymbiosis縱觀整個系統(tǒng)發(fā)育歷史,和結果的支持,對骨骼和組織而不是粘液,“McMinds說。“盡管可變性在粘液物種之間的化學成分和重要的微型粘液微生物組,宿主特異性僅限于相對近期的分歧。”

他還指出,研究發(fā)現(xiàn)潛在意義”幾組微生物沒有人認為是重要的。”

“有成千上萬的不同種類的微生物和許多研究人員認為是有趣的,和我們確定幾個其他微生物目標可能影響珊瑚健康,“McMinds說。“我們不知道他們是重要的,但是有證據(jù)顯示他們改變連同他們的主機,所以它可能是他們在做重要的事情。他們不是一個標準的共生者但似乎他們值得關注。”