Новое исследование показало удивительное химическое разнообразие веществ, выделяемых коралловыми рифами, и продемонстрировало, что тысячи различных химических соединений, получаемых из тропических кораллов и морских водорослей, доступны микробам для разложения. Работа, опубликованная в журнале Environmental Microbiology международной группой под руководством ученых из Института океанографии Скриппса и Гавайского университета в Маноа, дает важнейшее представление о сложных взаимоотношениях между коралловыми рифами, морскими микроорганизмами и углеродным циклом.
В динамичных экосистемах, особенно в условиях дефицита питательных веществ, в которых растут коралловые рифы, мало что может пропасть даром. Микробы доминируют в процессах разложения, переработки и преобразования того, что выбрасывают другие организмы.
«Мы знаем, что некоторые вещества, выделяемые коралловыми рифами, называемые экзометаболитами, доступны для микробного метаболизма», — говорит Крейг Нельсон, профессор Школы наук об океане и Земле. «Однако мы обнаружили, что количество и разнообразие экзометаболитов, которые микробы находят полезными, гораздо выше, чем считалось ранее, и включает сотни соединений, охватывающих большинство широких химических классификаций».
«Мы были особенно удивлены, обнаружив, что экзометаболиты, принадлежащие к химическим семействам, которые традиционно считались более сложными для микробов, такие как бензольные кольца, терпеноиды и стероиды, оказались в числе тех, которые могут быть использованы», — сказал Закари Куинлан, ведущий автор работы. «Наши результаты рисуют весьма динамичную картину производства экосистемой биодоступных субстратов и их влияния на микробный метаболизм, имеющий отношение к круговороту углерода в прибрежных морских средах».
В совокупности весь растворенный органический материал в океане, включая химические вещества, выделяемые коралловыми рифами, содержит количество углерода, сопоставимое с количеством углекислого газа в атмосфере. Поэтому, отмечают авторы исследования, то, как микробы используют этот органический материал, оказывает большое влияние на глобальный углеродный цикл.
Когда происходит смена типов организмов, обитающих на рифе, то есть каменистых кораллов на мясистые водоросли, меняется и химический состав морской воды. Помимо детального изучения химических веществ, выделяемых рифом, исследовательская группа также провела эксперименты, чтобы определить, какие вещества предпочитают использовать микробы — из каменистых кораллов или из водорослей.
«Мы заметили, что кораллы и водоросли могут избирательно способствовать росту определенных микробных сообществ, выделяя различные химические вещества, которые могут быть использованы некоторыми типами микробов», — сказала Линда Вегли Келли, старший автор исследования. «Наши результаты показывают, как переход от рифов с преобладанием кораллов к рифам с преобладанием водорослей может изменить функционирование экосистемы рифа и повлиять на устойчивость системы, потенциально делая ее более восприимчивой к болезням или обесцвечиванию».
В будущем команда намерена продолжить выяснение того, как химические характеристики могут помочь в управлении коралловыми рифами и использоваться для успешного восстановления кораллов.
