微生物——珊瑚密不可分的伙伴！
微生物查询网 / 2019-04-29 14:21:21
很多人认为珊瑚是海洋的一种植物，其实这种认识是错误的，构成珊瑚的珊瑚虫是一种腔肠动物。科学家的研究发现，珊瑚其实和我们人类一样，属于超个体，意思是珊瑚中有数量惊人的细菌和微生物，细菌、微生物和珊瑚虫，共同构成的珊瑚丛，珊瑚丛的骨骼构成珊瑚礁。
安妮·阿波里是伍兹霍尔海洋研究所的微生物学家和海洋地理专家，他说：“通常，当人们谈到珊瑚礁，人们会想到珊瑚丛和鱼类，实际上还有更多，当我们在显微镜下观察珊瑚的时候，我们会发现更多的奥秘。”在显微镜下，珊瑚实际上是珊瑚虫与多种其他生物的共生体，包括细菌、藻类、病毒和单细胞原生生物等。“珊瑚礁是微生物的温床。”安妮说。
科学家发现，珊瑚礁下面的海洋泥沙含有微生物的数量是周围环境的10000倍以上，在新的研究中，安妮和她的同事发现，珊瑚的内部组织中也存在着大量的活体微生物。“显微镜下的珊瑚看起来像一个超个体生物，”她说，在珊瑚上，有各式各样的生命生活在一起，相互之间构成一张相互联系的网络，和谐共生的生物机制，共同组成一个完整的珊瑚礁生态系统。
直到十多年前，科学家才在人类的身体里发现这种类似的和谐共生现象，人体里实际上生活着许多微生物，微生物的数量是人体细胞数量的十几倍，生活在我们身体内的微生物扮演着重要角色，可以说，没有这些微生物，我们人类也无法生存。研究表明，一些特殊类型的微生物生长在我们的身体里，例如肠道和呼吸道，帮助我们消化食物，生产我们人体所需要的化学物质，为我们体内进行的各种化学反应提供催化剂，并且防止我们身体被其他类型的细菌所感染。美国国家健康研究所已经开始了一项针对居住在人体内部微生物的研究项目，主要是研究这些微生物对人类健康的影响。
安妮对珊瑚也展开了类似的研究，“其实，微生物对珊瑚的影响并不直观，”她说，“当你观察珊瑚的时候，在肉眼下你看不到微生物与珊瑚的关系。”科学家很早就知道珊瑚与能够进行光合作用的藻类有共生关系，这种藻类便是黄藻，它们使用太阳光制造食物，这些食物供自己使用，也供珊瑚使用，珊瑚的生长也为黄藻提供稳定的栖息环境，黄藻在珊瑚丛的骨架里分布十分稠密，大约每立方厘米有上百万个黄藻。
安妮早期在夏威夷大学进行毕业设计的研究中，她发现珊瑚与微生物也有共生关系。她发现珊瑚虫的幼体，在附着在珊瑚礁上之前，它们与微生物生活在一起，她怀疑微生物对珊瑚虫幼体附着珊瑚礁的位置选择有重要作用。
“当你观察一个健康的珊瑚礁生态系统时，你开始真正理解一个构建完好的微生物与珊瑚关系，”安妮说，“这些微生物是什么？它们个体存在于哪里？它们在做什么？它们是不是对珊瑚有什么影响和作用？人类关于珊瑚与微生物关系的研究屈指可数，人们不知道的还有很多。”
在2013年美国杂志《微生物应用与环境》上，安妮与她的同事第一次向世人展示了生活在珊瑚体内微生物的证据，当时研究的珊瑚，是一种生活在印度洋和太平洋西部的珊瑚，这是一种柱状珊瑚，研究表明该珊瑚的组织中也生活着微生物。
安妮的研究团队发明了一种DNA荧光探测器，借助DNA荧光探测器，研究人员能够研究珊瑚组织内部的情况，“并没有单独的细胞，它们都生活在一起，就像一串葡萄一样，彼此之间相互联系。”安妮说。研究人员下一步需要做的事情是，弄清楚这些与珊瑚共生的微生物如何影响珊瑚，而珊瑚又是如何影响微生物的？安妮认为，珊瑚中微生物的存在能够解释一些珊瑚的行为，例如，一些珊瑚生活在一些水体清洁透明的区域，这样可以让阳光充分照射到水下，珊瑚中一些可以进行光合作用的微生物能够更有效地合成营养物质，这些营养物质也是珊瑚生长所需要的。“我们正在观察珊瑚如何在海洋中‘沙漠地带’生存，”安妮说，她所说的海洋中的“沙漠地带”，是指海洋中光照充分却缺少水草的地方。安妮和她的研究团队猜想：共生在珊瑚中的微生物，给珊瑚提供营养的机制，有点类似于人类肠道的微生物对人类营养吸收的贡献。为了证明猜想，安妮向伍兹霍尔海洋研究所的协调员阿来森·山罗提供合作研究的要求。阿来森是美国马里兰大学博士后科学家，她们集中于研究某种类型的细菌能够循环回收利用珊瑚排泄的含氮废物，令人惊奇的是，科学家在珊瑚所处水域所测量的含氮量没有明显的上升，他们猜测，之所以会出现这种情况，是因为珊瑚中的微生物吸收了含氮物质，将含氮物质用于了自身的新陈代谢，在这个过程中，微生物将含氮物质转变为珊瑚能够利用的营养。
安妮还检测了微生物在珊瑚疾病防控方面的作用，她正在分析比较来自红海、弗罗里达群岛和加勒比海的珊瑚样本，她认为，生活在珊瑚中的微生物能够释放出某种抗生素，能够有效应对某些致病菌的侵袭，这种抗生素对微生物自身以及珊瑚都有保护作用。“珊瑚对气候变化、海滨的人类活动和过度捕鱼高度敏感，”安妮说，“科学家正在与时间赛跑，试图早日了解珊瑚的生态基理，掌握珊瑚生长和繁盛的条件，这也包括如何保持它们体内的微生物的健康。”