Пробиотики могут помочь восстановить повреждённые коралловые рифы

Метод, не использующий антибиотики, работает в естественной среде и задействует силу полезных бактерий.

Пробиотики повсюду — они обещают помочь нам опорожнять кишечник, восстановить здоровье желудочно-кишечного тракта и многое другое. Их также можно использовать для спасения находящихся под угрозой коралловых рифов. Бактериальный пробиотик помог замедлить распространение заболевания под названием «болезнь потери тканей каменистых кораллов» (Stony Coral Tissue Loss Disease, SCTLD) у диких кораллов во Флориде, которые уже были заражены. Результаты подробно описаны в исследовании, опубликованном 5 июня в журнале Frontiers in Marine Science. Они показывают, что применение этого нового пробиотического метода на целых колониях кораллов помогло предотвратить дальнейшую потерю тканей.

SCTLD впервые появилась во Флориде в 2014 году. За 11 лет с тех пор она быстро распространилась по всему Карибскому региону. Это загадочное заболевание подтверждено как минимум в 20 других странах и территориях.

Другие коралловые патогены обычно поражают определённые виды. SCTLD инфицирует более 30 различных видов каменистых кораллов, включая столбчатые кораллы и кораллы-мозговики. Болезнь приводит к отслаиванию мягких тканей кораллов, оставляя белые пятна обнажённого скелета. Заболевание может уничтожить целую коралловую колонию всего за несколько недель или месяцев.

Точная причина SCTLD до сих пор неизвестна, но, по-видимому, она связана с каким-то видом вредных бактерий. В настоящее время самым распространённым методом лечения SCTLD является использование пасты, содержащей антибиотик амоксициллин, которую наносят на больные кораллы. Однако антибиотики — не серебряная пуля. Эта амоксициллиновая мазь может временно остановить распространение SCTLD, но её необходимо часто повторно наносить на поражённые участки. Это требует времени и ресурсов, а также увеличивает вероятность того, что микробы, вызывающие SCTLD, могут выработать устойчивость к амоксициллину и родственным антибиотикам.

«Антибиотики не останавливают будущие вспышки болезни, — говорится в заявлении Валери Пол, соавтора исследования и главного учёного Смитсоновской морской станции в Форт-Пирс, Флорида. — Болезнь может быстро вернуться, даже на те же коралловые колонии, которые лечили».

Пол и её коллеги потратили более шести лет на изучение вопроса, могут ли полезные микроорганизмы (то есть пробиотики) стать более долговременной альтернативой для борьбы с этим патогеном.

Как и люди, кораллы являются носителями сообществ, известных как микробиомы, которые кишат самыми разными видами бактерий. Некоторые из этих крошечных организмов производят антиоксиданты и витамины, которые помогают поддерживать здоровье кораллов-хозяев.

Сначала команда изучила микробиомы кораллов, невосприимчивых к SCTLD, чтобы попытаться извлечь пробиотики из этих устойчивых к болезням видов. Теоретически их можно использовать для укрепления микробиомов уязвимых кораллов.

Они протестировали более 200 штаммов бактерий от устойчивых к болезням кораллов и опубликовали исследование в 2023 году о пробиотике Pseudoalteromonas sp. McH1-7 (или сокращённо McH1-7). Полученный от большого звездчатого коралла (Montastraea cavernosa), этот пробиотик производит несколько антибактериальных соединений. Наличие такого богатого антибактериального арсенала сделало McH1-7 идеальным кандидатом для борьбы с таким патогеном, как SCTLD.

Первоначально они протестировали McH1-7 на живых фрагментах M. cavernosa и обнаружили, что пробиотик надёжно предотвращал распространение SCTLD в лаборатории. После этих успешных лабораторных испытаний настала очередь открытого океана.

Команда провела несколько полевых испытаний на мелководном рифе недалеко от Форт-Лодердейла, сосредоточившись на 40 колониях M. cavernosa, которые проявляли признаки SCTLD. Некоторые кораллы в этих колониях получили пасту, содержащую пробиотик McH1-7, которая наносилась непосредственно на очаги поражения. Другие кораллы обработали раствором морской воды с McH1-7, накрыв их взвешенными пластиковыми пакетами. Пробиотики вводились внутри пакета, чтобы покрыть всю колонию кораллов.

«Это создало небольшой мини-аквариум, который удерживал пробиотики вокруг каждой коралловой колонии», — объяснила Пол.

В течение двух с половиной лет они наблюдали за колониями, беря несколько раз образцы тканей и слизи, чтобы увидеть, как меняется микробиом кораллов. Они обнаружили, что пробиотик McH1-7 успешно замедлял распространение SCTLD, когда его доставляли на всю колонию с помощью метода пакета и раствора. Согласно образцам, пробиотик был эффективен, не доминируя над естественными микробами кораллов.

Хотя использование этого пробиотика, по-видимому, является эффективным методом лечения SCTLD среди рифов северной Флориды, необходима дополнительная работа, чтобы понять, как он может действовать в других регионах. Аналогичные испытания на рифах во Флорида-Кис уже проведены, но с неоднозначными предварительными результатами, вероятно, из-за региональных различий в SCTLD.

Команда считает, что пробиотики всё же могут стать важнейшим инструментом для борьбы с SCTLD по всему Карибскому бассейну, особенно по мере того, как учёные будут дорабатывать методы их применения. Важно, что 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 Пол. — «Мы пытаемся выяснить, какие именно бактерии могут сделать эти живые микробиомы ещё сильнее».

Laura Baisas “Probiotics can help heal ravaged coral reefs”

Перевод статьи «Probiotics can help heal ravaged coral reefs» автора Laura Baisas, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык