Мікроби в морській воді виявляють хвороби коралів

Дослідники з Океанографічного інституту Вудс-Гол у співпраці з Університетом Віргінських островів виявили, що мікроорганізми в морській воді навколо коралів можуть слугувати потужним індикатором коралових хвороб. Це відкриття може докорінно змінити підходи до моніторингу здоров'я рифів у всьому світі.

Коралові рифи підтримують понад 25 відсотків усього морського життя та забезпечують засоби до існування приблизно одного мільярда людей у всьому світі. Проте прогнозування коралових хвороб залишається серйозною проблемою, оскільки більшість діагнозів базується на візуальних оглядах водолазів вже після того, як хвороба добре закріпилася. Нове дослідження, опубліковане в журналі Cell Reports Sustainability, демонструє, що зміни в мікробіомі морської води поруч з коралами можуть виявляти наявність хвороби чіткіше, ніж мікроби, що живуть всередині коралової тканини.

Жанна Блумберг, провідна авторка дослідження та аспірантка спільної програми Океанографічного інституту Вудс-Гол та Массачусетського технологічного інституту, зазначила, що океанська вода навколо коралу може розповісти багато про його стан, зокрема коли корал хворий. За її словами, виявлення сильного сигналу хвороби в навколишній морській воді, а не в кораловій тканині, закладає основу для діагностичного інструменту, який є водночас ефективним та неінвазивним.

Дослідницька група спостерігала за одними й тими ж колоніями мозкового коралу Colpophyllia natans протягом чотирьох років на рифах біля острова Сент-Джон на Віргінських островах США. Спостереження розпочалися ще до появи хвороби втрати тканин кам'янистих коралів, що дозволило отримати базові дані для відстеження захворювання до, під час та після спалаху. Між 2020 та 2024 роками науковці неодноразово брали зразки як коралової тканини, так і морської води безпосередньо навколо кожної колонії.

Використовуючи генетичне секвенування для ідентифікації мікробів, дослідники виявили, що мікроби, які живуть всередині коралової тканини, варіювалися навіть тоді, коли корали виглядали здоровими. Натомість мікроби в навколишній морській воді були стабільними поблизу здорових коралів, але різко змінювалися, коли корали захворювали під час спалаху хвороби втрати тканин кам'янистих коралів.

Блумберг пояснила, що ці морські мікроби, схоже, реагують на матеріал, який виділяють хворі корали. Цей ефект був найсильнішим під час піку спалаху, коли хвороба була найбільш поширеною на рифі.

Хвороба втрати тканин кам'янистих коралів є однією з найруйнівніших коралових хвороб, коли-небудь зафіксованих. Вона поширилася на більшу частину Карибського басейну протягом останнього десятиліття. Хоча антибіотикове лікування може сповільнити або зупинити прогресування хвороби на окремих коралах, точний збудник залишається невідомим.

Емі Аппріл, асоційований науковець Океанографічного інституту Вудс-Гол, керівниця проєкту Ініціативи рішень для рифів та директорка Центру океану та клімату імені Френсіса Фаулера Четвертого, заявила, що результати дослідження надають переконливі докази того, що мікробіоми морської води можуть використовуватися для діагностики коралових хвороб та потенційно інших порушень на рифах.

За її словами, якщо поєднати цей підхід з автоматизованим відбором зразків та швидким генетичним виявленням, він може стати основою системи раннього попередження, що дозволить менеджерам реагувати до того, як хвороба завдасть незворотної шкоди.

Для менеджерів рифів у Карибському басейні раннє виявлення може стати революційним. Мерілін Брандт, дослідниця-професорка Університету Віргінських островів та співавторка дослідження, зазначила, що вони спостерігали серйозні втрати рифоутворюючих коралів через хворобу втрати тканин кам'янистих коралів, що мало значні економічні та екологічні наслідки. Розробка діагностичних інструментів для коралових хвороб на основі цієї роботи може допомогти реагувати швидше та стратегічніше для захисту того, що залишилося.

Демонструючи, що морська вода рифів несе вимірюваний сигнал хвороби, дослідження відкриває нові шляхи для масштабованого, неруйнівного моніторингу рифів. Це нагальна потреба, оскільки коралові рифи зазнають зростаючого тиску від потепління океанів, забруднення та нових хвороб.

Оскільки коралові рифи продовжують скорочуватися в усьому світі, інструменти, які дозволяють науковцям прогнозувати здоров'я рифів, а не просто документувати втрати, є критично важливими. Це дослідження представляє важливий крок до захисту рифів до того, як відбудеться незворотна шкода.

Аппріл додала, що ця робота підкреслює відданість Океанографічного інституту Вудс-Гол просуванню інноваційних практичних рішень для здоров'я океану. Розуміння невидимого мікробного світу навколо коралів може бути ключем до збереження рифів для майбутніх поколінь.