Учёные из Смитсоновского национального музея естественной истории обнаружили, что бактериальный пробиотик помогает замедлить распространение болезни потери тканей каменистых кораллов (SCTLD) у уже инфицированных диких кораллов во Флориде.
Результаты опубликованы в журнале
Результаты исследования опубликованы в журнале [Frontiers in Marine Science](https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2025.1480966/abstract). В статье говорится, что применение пробиотической обработки на всей колонии кораллов помогает предотвратить потерю тканей.
Новое лечение представляет собой жизнеспособную альтернативу антибиотикам, которые обеспечивают лишь временную защиту и могут привести к появлению устойчивых штаммов SCTLD.
«Цель использования пробиотиков — заставить кораллы принять эту полезную бактерию и включить её в свой естественный микробиом», — сказала Валери Пол, главный научный сотрудник Смитсоновской морской станции в Форт-Пирсе, штат Флорида, которая возглавляла новое исследование. «Пробиотики обеспечат более длительную защиту».
Болезнь потери тканей каменистых кораллов
Болезнь SCTLD появилась во Флориде в 2014 году и быстро распространилась на юг по всему Карибскому морю. В отличие от других патогенов, которые обычно поражают определённые виды, SCTLD заражает более 30 различных видов каменистых кораллов, включая мозговые кораллы в форме валунов и столбовидные кораллы, похожие на конечности.
По мере распространения болезнь вызывает отслоение мягких тканей кораллов, оставляя после себя белые пятна обнажённого скелета. За несколько недель или месяцев болезнь может опустошить целую колонию кораллов.
Исследователи ещё не установили точную причину SCTLD. Но патоген, по-видимому, связан со вредными бактериями. На сегодняшний день наиболее распространённым методом лечения SCTLD является обработка больных кораллов пастой, содержащей антибиотик амоксициллин.
Однако антибиотики — это далеко не панацея. Хотя бальзам с амоксициллином может временно остановить распространение SCTLD, его необходимо часто повторно наносить на поражения кораллов. Это не только отнимает время и ресурсы, но и увеличивает вероятность того, что микробы, вызывающие SCTLD, могут развить устойчивость к амоксициллину и родственным антибиотикам.
«Антибиотики не останавливают будущие вспышки», — сказала Пол. «Болезнь может быстро вернуться даже на те коралловые колонии, которые уже лечили».
Поиск более длительного решения
Чтобы найти более долгосрочную альтернативу, Пол и её коллеги потратили более шести лет на изучение того, могут ли полезные микроорганизмы, или пробиотики, бороться с патогеном.
Как и у людей, у кораллов есть сообщества, известные как микробиомы, в которых обитает множество бактерий. Некоторые из этих крошечных организмов, которых можно найти как в тканях кораллов, так и в липкой защитной слизи, которую выделяют кораллы, производят антиоксиданты и витамины, чтобы поддерживать здоровье своих хозяев-кораллов.
Команда сначала изучила микробиомы кораллов, которые невосприимчивы к SCTLD. Целью было собрать пробиотики из этих устойчивых к болезни видов и использовать их для укрепления микробиомов восприимчивых кораллов.
Учёные протестировали более 200 штаммов бактерий из устойчивых к болезни кораллов. В 2023 году они опубликовали исследование о пробиотике Pseudoalteromonas sp. McH1-7 из большого звёздчатого коралла (Montastraea cavernosa), который производит несколько различных антибактериальных соединений.
Этот комплексный набор антибактериальных инструментов сделал McH1-7 идеальным кандидатом для борьбы с таким универсальным патогеном, как SCTLD.
Пол и её коллеги сначала протестировали McH1-7 в лаборатории на живых образцах M. cavernosa. Они обнаружили, что пробиотик надёжно предотвращает распространение SCTLD. Однако команда стремилась протестировать McH1-7 на кораллах в дикой природе.
В 2020 году команда провела полевые испытания на мелководном рифе недалеко от Форт-Лодердейла. Они сосредоточились на 40 колониях M. cavernosa, у которых были признаки SCTLD. Некоторые кораллы получили пасту, содержащую McH1-7, которую наносили непосредственно на поражённые болезнью участки. Другие кораллы были обработаны раствором морской воды, содержащим McH1-7.
Команда покрыла колонии, обработанные раствором, с помощью утяжелённых пластиковых пакетов и вводила пробиотики внутрь пакета, чтобы покрыть всю колонию.
«Это создало небольшой мини-аквариум, который удерживал пробиотики вокруг каждой колонии кораллов», — сказала Пол.
Команда наблюдала за коралловыми колониями в течение двух с половиной лет и брала несколько раундов образцов тканей и слизи, чтобы оценить, как микробиомы кораллов изменились с течением времени. Они обнаружили, что пробиотик McH1-7 успешно замедлил распространение SCTLD, когда его доставляли на всю колонию с помощью метода пакета и раствора.
Образцы показали, что пробиотик был эффективен, не доминируя над естественными микробами кораллов. В отличие от этого, кораллы, обработанные пробиотической пастой, потеряли больше тканей, чем контрольные кораллы, не подвергавшиеся лечению. Это показало, что нанесение пробиотика непосредственно на поражения было наименее эффективным способом борьбы с SCTLD.
Хотя пробиотик, по-видимому, является эффективным средством лечения SCTLD на северных рифах Флориды, необходимо проделать дополнительную работу, чтобы адаптировать лечение для других регионов. Например, Пол и её коллеги проводили аналогичные испытания на рифах в Флорида-Кис. Предварительные результаты неоднозначны, вероятно, из-за региональных различий в самой болезни.
Но Пол утверждает, что пробиотики могут стать важным инструментом для борьбы с SCTLD по всему Карибскому морю, особенно по мере того, как исследователи продолжают совершенствовать методы их масштабного введения в дикой природе кораллам. Эти полезные бактерии поддерживают то, что кораллы уже делают естественным образом.
«Кораллы от природы богаты бактериями, и неудивительно, что бактериальный состав важен для их здоровья», — сказала она. «Мы пытаемся выяснить, какие бактерии могут сделать эти яркие микробиомы ещё сильнее».
Это междисциплинарное исследование является частью Океанского научного центра музея, цель которого — объединить морской исследовательский опыт музея и обширные коллекции в совместный центр для расширения понимания мировых океанов и улучшения их сохранения.
Предоставлено
[Smithsonian](https://phys.org/partners/smithsonian/)