Niedostatecznie zbadane organizmy wpływają na rafy koralowe
Na całym świecie rafy koralowe są zagrożone. Te złożone ekosystemy są zakotwiczone przez koralowce i glony, głównych producentów rozpuszczonej materii organicznej (DOM). To zmienna i złożona mieszanina tysięcy substancji organicznych, która nie jest biodostępna dla większości zwierząt morskich. Projekt DDMS, realizowany przy wsparciu programu działania „Maria Skłodowska-Curie”, bada w jaki sposób bakterie morskie i gąbki przetwarzają DOM.
Zanikanie raf koralowych wywołane przez mikroorganizmy
Przełowienie i zanieczyszczenie substancjami odżywczymi powoduje mikrobializację raf, proces, który destabilizuje łańcuch pokarmowy. Przełowienie przyczynia się do zachwiania równowagi poprzez zmniejszenie liczby ryb żywiących się glonami. Jednoczesne zanieczyszczenie substancjami odżywczymi dodatkowo stymuluje wzrost glonów kosztem koralowców. Przy większej ilości glonów w ekosystemach rafowych powstaje błędne koło. Glony wytwarzają więcej rozpuszczonej materii organicznej niż koralowce, a to przyciąga więcej drobnoustrojów. Wraz ze wzrostem biomasy DOM, energia w rafach jest kierowana do mikrobów. Zmniejsza to bioróżnorodność raf i przyczynia się do ich rozpadu.
Gąbki, bakterie i rafa koralowa
Rafy koralowe na całym świecie są zagrożone, ale ekosystemy morskie nadal pozostają słabo poznane. Do niedawna nie było jasne, czy gąbki, wszechobecne organizmy w wielu środowiskach oceanicznych, odgrywają rolę w przetwarzaniu rozpuszczonej materii organicznej i są niezbędne w cyklu węglowym. Nowa wiedza na temat mechanizmów sieci troficznej pomaga wyjaśnić zagrożenia dla raf koralowych. Jak mówi uczestnik projektu, Benjamin Mueller: „Ponieważ rozpuszczona materia organiczna stanowi największą pulę węgla organicznego w oceanie, a gąbki dominują w społecznościach bentosowych w wielu siedliskach przybrzeżnych i głębinowych, zdolność do przetwarzania substancji opornych może mieć znaczący wpływ na obieg węgla lokalnie, a potencjalnie nawet w skali globalnej". Dane sugerują, że bakterie morskie wybierają określone składniki DOM do przetworzenia, natomiast gąbki są mniej selektywne. Zdaniem Muellera: „Może to wskazywać na fundamentalną różnicę w mechanizmie pobierania rozpuszczonych substancji organicznych przez gąbki i bakterie i ma poważne konsekwencje dla naszego zrozumienia, w jaki sposób bakterie i gąbki zmieniają ilość i jakość rozpuszczonej materii organicznej w naszych oceanach”.
Badania nad pobieraniem rozpuszczonej materii organicznej
Wszystkie prace terenowe Muellera miały miejsce na stacji badawczej CARMABI Research Station na Curaçao na południowych Karaibach, gdzie gatunki koralowców i glonów były inkubowane w celu wytworzenia DOM. Wodę analizowano przy użyciu spektroskopii fluorescencyjnej, analizy całkowitej ilości rozpuszczonych aminokwasów i nieukierunkowanej metabolomiki, aby pomóc scharakteryzować różnice między typami DOM. Różne rodzaje DOM były następnie podawane gąbkom żyjącym wewnątrz rafy lub bakteriom morskim w celu odkrycia sposobu, w jaki organizmy te wchodzą w interakcje z DOM produkowanym przez koralowce i algi. W ostatnich dziesięcioleciach wiele raf koralowych przeszło transformację z dominacji koralowców na dominację glonów, co prawdopodobnie wpłynęło również na skład obecnej DOM. Mueller przetestował hipotezę, że zmiany w składzie DOM mają konsekwencje dla gąbek i bakterii — przeprowadził inkubację koralowców i glonów w sytuacjach naśladujących przeszłe, obecne i przyszłe scenariusze, z dominacją koralowców, przy równym udziale i z dominacją glonów. Na koniec Mueller zbadał możliwość konkurencji między gąbkami i bakteriami. Gąbkom i bakteriom podawano wodę uprzednio przetworzoną przez inny organizm, aby sprawdzić, czy są one w stanie wykorzystać wstępnie przetworzoną wodę. Rafy koralowe to złożone systemy, które są zagrożone. Konieczne jest lepsze zrozumienie środowisk morskich, ponieważ 90% dna morskiego wciąż pozostaje niezbadane Badanie mechanizmów pobierania rozpuszczonej materii organicznej przez gąbki i bakterie jest ważne dla zrozumienia i ochrony ekosystemów rafowych.
Słowa kluczowe
DDMS, gąbki, algi, rafy koralowe, mikrobializacja, bakterie morskie, koralowce, absorpcja DOM, CARMABI, rozpuszczona materia organiczna
