プロバイオティクスは、過熱したサンゴのニュースと研究を保存するのに役立つ可能性があります

サラ・ビタック： これは サイエンティフィックアメリカン 60秒の科学。 サラ・ビタックです。

HMSビーグルでのチャールズダーウィンの有名な旅行は、主に私たちに進化の概念をもたらしたことで知られています。 しかし、ダーウィンはサンゴ礁とその形成についても調査しました。 特にサンゴ礁についての1つのことは、彼を本当に混乱させました。その難問は、ダーウィンのサンゴ礁のパラドックスとして知られるようになりました。 パラドックスはこれです：

Voolstra： 栄養素が枯渇した海で、この豊かで生命に満ちた生活をどのように見つけることができますか。

Vitak： それは博士です。 クリスチャン・ヴールストラ、ドイツのコンスタンツ大学の教授。

Voolstra： そして、その秘訣は共生です。 サンゴは基本的に無茎性の生物や動物であるため、基本的に場所を選び、座ってから移動することはできません。 したがって、彼らが生計を立てる方法は、組織内の微細藻類とチームを組むことです。 そして、これは本質的に光合成を行う小さな植物です。 そして、この光合成は糖を生成します。 そして、これらの糖は本質的にサンゴの動物に届けられます。

Vitak： 世界中のこれらの小さな生き物は、多くの危険にさらされています。 によると グローバルサンゴ礁モニタリングネットワークからの報告 2021年10月に公開され、過去10年間で世界のサンゴ礁の14％を失いました。 これは主に大規模な白化現象によるものでした。 サンゴの白化は、気温の上昇、日光、汚染物質など、サンゴの環境の変化によって引き起こされます。 しかし、サンゴが漂白されるとはどういう意味ですか？

Voolstra： サンゴの色は、藻類の光合成色素に由来します。 したがって、これらの藻が出た瞬間、サンゴは白く見えます。 したがって、漂白で起こることは、これらの共生藻または小さな植物細胞がサンゴ組織から追い出されているということです。

環境条件が実際に再び良くなれば、彼らは実際に再び藻類を吸収することができ、彼らは元気です。 つまり、これは一時的な状態です。 しかし実際には、環境条件が続くと、サンゴは文字通り餓死します。

Vitak： Voolstra博士と彼のチームは、サンゴが海水温の上昇に対処するのを助けるための新しいアプローチをとった研究に本当に興味を持っていました。それはプロバイオティクスでそれらを処理することです。 [Christian R. Voolstra et al., Extending the natural adaptive capacity of coral holobionts]

Voolstra：T彼の一般消費者は、プロバイオティクス文化のヨーグルトを購入できることを知っていますよね？ あなたの腸に良いバクテリアがいくつかあります。

Vitak： 人間と同じように、サンゴには微生物叢があります。 それらの上または内部に生息する微生物のコミュニティ。 以前の研究では、サンゴのバクテリア微生物叢にプロバイオティクスを投与することで強化することで、困難な状況を乗り切ることができたことが示されていました。 このプロセスは、人々の微生物叢やプロバイオティクスを扱う方法と似ています。

Voolstra： これらの非常に弾力性のある個体から微生物を抽出し、文字通りそれらを移植するか、同じサンゴ種の弾力性の低い個体に提供します。 ですから、そこになかったものをそこに置いているわけではありませんが、それは本当にこの人間の糞便移植のようなものです。 あなたには健康なドナーがいて、影響を受けたレシピエントにこれらのバクテリアを提供します。

Vitak： これは、以前の研究で概念実証としてすでに示されていました。 しかし、Voolstra博士と彼のチームは、ドリルダウンしてそれをもう少しよく理解したいと考えていました。

実験を行うために、彼らは「メソコスム」と呼ばれるもので作業しました。これは、無菌の隔離された実験室の設定と完全に野生のサンゴ礁の設定の間のスイートスポットのようなものです。 基本的に、彼らは複数の種類のサンゴと他のいくつかの生き物がいる水族館を持っていました。 これにより、条件を制御できるだけでなく、少し現実的な結果を得ることができました。

サンゴを扱う上で非常に便利なことの1つは、サンゴが植民地の生物であるということです。

Voolstra： これは、それらが同じビルディングブロックの繰り返しで構成されていることを意味します。 1つのコロニーから、まったく同じ環境履歴を持つまったく同じ遺伝子型を持つ、非常に多くのフラグメントまたはピースを生成できます。 そして、それらをさまざまな条件に置くことができます。

Vitak： 断片を手に入れたら、弾力性のあるサンゴから注意深く分離、選択、成長させたバクテリアの混合物でそれらの一部を処理しました。もちろん、実験のコントロールも必要だったので、いくつかを与えました。プラセボ食塩水。

最後に、彼らは海の温暖化をシミュレートするためにゆっくりと熱を上げました。

Voolstra： そして、これは本質的に75日以上続いた非常に長い実験でした。

Vitak： 彼らが見つけたのは魅力的でした。 すべてのサンゴは温度が上がるにつれて白化の兆候を示しましたが、プロバイオティクスで処理されたサンゴはより早く回復しました。 そして、彼らは生き残る可能性が40％高かった。

Voolstra： さて、サンゴの生物学者として、または生物学者として、一般的に、5％の効果または妥当な数で数えることができる観察可能な何かがあれば、通常は非常に満足していると思います。 これは巨大です。 つまり、サバイバーシップをほぼ2倍にすると、これは巨大です。

Vitak： チームはまた、このプロバイオティクスカクテルを追加すると、サンゴの微生物叢がどのように変化したか、そしてサンゴ自体がどのように変化したかを調べました。 プロバイオティクスを追加すると、サンゴの微生物叢の組成が変化しました。

Voolstra： それはまた、サンゴの宿主における特定の遺伝子の発現の変化を引き起こしました。 そして、それらの遺伝子は、これが回復を促進するためであるならば、あなたが賭けるであろう本当に頼りになる遺伝子の一種でした。

Vitak： つまり、基本的には、修復遺伝子、免疫遺伝子、ストレス反応遺伝子などです。

Voolstra： つまり、これはこの研究の一種のクリフハンガーであり、実際にはホスト内のものを変更します。 そして、相関ホストでは、これらの変更がいつまで続くかわかりません。 もちろん、これらの変化を長期間維持できれば、このプロバイオティクス治療を継続する必要はありませんよね？

Vitak： これを現実の世界に翻訳するという点で、これは驚くべきことです。

Voolstra： つまり、30万平方キロメートルのサンゴ礁があります。 何十億ものサンゴがいます。 したがって、小さな魔法のポーションを水中に持ち込み、各サンゴに接種したい場合、これは手に負えなくなります。 孤立して生計を立てている生物はいない。 そして、私たちはこれを理解するのが上手になっていると思います。

Vitak： 聞いてくれてありがとう。 ScientificAmericanの60SecondScienceの場合、私はSarahVitakです。

[The above text is a transcript of this podcast.]