Bakterien und Viren helfen Korallen



Hitzestress durch Klimawandel

Bakterien und Viren helfen Korallen

Dieser Klimawandel lässt die Wassertemperaturen steigen, welches wiederum zu einer Korallenbleiche münden kann – und schließlich zum Absterben dieser Nesseltiere. Doch wie empfänglich eine Korallenart ist, hängt gleichwohl von ihren mikrobiellen nebenstehend ab.

Die Reaktion von Korallen hinaus Hitzestress hängt gleichwohl von den Bakterien, Pilzen und Viren ab, mit denen die Tiere zusammenleben. Im besten Kernpunkt kann dieses Mikrobiom die Konfiguration an höhere Wassertemperaturen vereinfachen, berichten Forscher aus Land der aufgehenden und den USA im Fachmagazin „Nature Communications“. Sie identifizierten eine Warteschlange von Genen, die mit dieser Reaktion hinaus erhöhte Wassertemperaturen zusammenhängen.

Die meisten Korallen leben mit einzelligen Algen, dem Photosymbiont, in einer Symbiose, mithin in einer Bindung, die beiden Seiten Vorteile bietet. Die Algen finden im Inneren dieser Korallen Sicherheit, hierfür versorgen sie die Nesseltiere mit lebenswichtigen Nährstoffen, etwa mit Glucose. Zwischen langfristig erhöhten Wassertemperaturen stoßen die Korallen die Algen ab – sie bleichen aus und können schließlich absterben. Algen sind nicht die einzigen nebenstehendgesunder Korallen. Wenn schon Viren, Bakterien und Pilze leben an und mit den Tieren und sind an ihrem Stoffwechsel beteiligt. Zusammen werden leer solche Organismen wie Holobiont bezeichnet – wie Menschenschlag voneinander abhängiger Lebewesen.

Gesamtes Holobiont beteiligt

„Frühere Studien zu den molekularen Mechanismen, die der Hitzestress-Toleranz von Korallen zugrunde liegen, konzentrierten sich in der Regel nur auf das Tier oder den Photosymbionten, aber wir wissen jetzt, dass der gesamte Holobiont – das Korallentier, der Photosymbiont und das Mikrobiom – an der Stressreaktion beteiligt ist“, erläutert Viridiana Avila-Magaña von dieser Penn State University.

Verbinden mit ihrem Team hatte Avila-Magaña drei Arten von Korallen in mexikanischen Gewässern gesammelt und im Laboratorium zum Besten von neun Tage erhöhten Wassertemperaturen ausgesetzt. Von den drei Arten war familiär, dass sie unterschiedlich hinaus Hitzestress reagieren und dass jede Wesen unterschiedliche Algen und Mikroben beherbergt. Zudem untersuchten die Forschenden die Genexpression im Rahmen allen beteiligten Organismen, mithin welche Gene einer Zelle in Eiweiße übersetzt werden. Sie verglichen die Ergebnisse mit denen von Artgenossen, die keinen erhöhten Temperaturen ausgesetzt waren. Schließlich analysierten die Wissenschaftler noch, wie sich die Genexpression während dieser Evolution dieser einzelnen Arten in Reaktion hinaus Hitzestress verändert hatte.

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Arten reagieren unterschiedlich

„Angesichts der jüngsten Debatten über das Anpassungspotenzial verschiedener Korallen-Holobionten an die Bedrohungen des Klimawandels ist dieser Ansatz für die Korallenriff-Forschung besonders relevant“, erläutert Avila-Magaña. „Damit konnten wir verstehen, warum verschiedene Korallen einzigartige physiologische Reaktionen auf Hitzestress zeigen und wie die Evolution der Genexpression ihre unterschiedliche Anfälligkeit geprägt hat.“

Die Experimente zeigten, dass die einzelnen Arten unterschiedlich hinaus die Erwärmung reagierten. Eine größere Toleranz sei zumindest teilweise hinaus eine höhere Zahl und Vielfalt dieser Mikroben im Mikrobiom zurückzuführen, berichten die Wissenschaftler. Eine höhere Vielfalt bedeute, dass Stoffwechselwege, die vor Hitze schützen, sozusagen zigfach abgesichert sind.

„Wir haben festgestellt, dass einige Korallen ein stabiles und vielfältiges Mikrobiom besitzen, das sich in einer Vielzahl von Stoffwechselfähigkeiten niederschlägt, die nachweislich auch während der thermischen Herausforderung aktiv bleiben“, so Avila-Magaña. „Im Gegensatz dazu weisen weniger thermisch tolerante Arten eine geringere bakterielle Aktivität und Vielfalt auf.“

Die Ergebnisse könnten dazu hinzufügen, die Verhaltensflexibilität unterschiedlicher Korallen an den Klimawandel besser zu verstehen und Erhaltungsmaßnahmen anzupassen, schreiben die Wissenschaftler.



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