Microbiom marin
Toate animalele de pe Pământ formează asociații cu microorganisme, inclusiv protiști , bacterii , arhee , ciuperci și viruși . În ocean, relațiile animal-microbiene au fost explorate istoric în sisteme individuale gazdă-simbiont. Cu toate acestea, noile explorări ale diversității microorganismelor marine asociate cu diferite gazde animale marine schimbă domeniul studiilor care abordează interacțiunile dintre gazda animală și un microbiom cu mai mulți membri. Potențialul microbiomilor de a influența sănătatea, fiziologia, comportamentul și ecologia animalelor marine ar putea modifica cunoștințele actuale despre modul în care animalele marine se adaptează la schimbări și, în special, creșterea schimbărilor legate de climă și de cele provocate de om. Care au deja un impact asupra oceanului mediu inconjurator. [1]
În oceane este dificil să găsești organisme eucariote care nu trăiesc în relație strânsă cu un partener microbian. Microbiomii asociați gazdei influențează, de asemenea, ciclul biogeochimic din cadrul ecosistemelor cu efecte în cascadă asupra biodiversității și a proceselor ecosistemice.
Microbiomii diferitelor animale marine sunt în prezent studiate, de la cele mai simple organisme, inclusiv bureți și ctenofori , la organisme mai complexe, cum ar fi stropi de mare și rechini .
Corali
Coralii sunt unul dintre cele mai frecvente exemple de animale gazdă a căror simbioză cu microalge se poate transforma în disbioză și este detectată vizibil ca albire. Microbiomii corali au fost examinați într-o varietate de studii, care arată cum variațiile din mediul oceanic, în special temperatura, lumina și nutrienții anorganici, afectează abundența și performanța simbionților microalgi, precum și calcificarea și fiziologia gazdei. [2] [3] Studiile au sugerat, de asemenea, că bacteriile rezidente, archaea și ciupercile contribuie, de asemenea, la ciclul nutrienților și al organului din coral, virusurile fiind, de asemenea, susceptibile să joace un rol în structurarea compoziției acestor membri, oferind astfel unul dintre primele priviri ale unei multi-simbioze a dominatiei animalelor marine. [4] Gamma- proteobacterium Endozoicomonas se dezvoltă ca un membru central al microbiomului coral, cu flexibilitate în stilul său de viață. [5] [6] Având în vedere decolorarea în masă recentă care a avut loc pe recifele de corali, [7] coralii vor continua să fie un sistem util și popular pentru cercetarea simbiozei și a disbiozei .
Buretii
Bureții sunt membri obișnuiți ai diferitelor habitate bentice ale oceanului, iar abundența și capacitatea lor de a filtra volume mari de apă de mare au condus la realizarea faptului că aceste organisme joacă un rol vital în influențarea proceselor bentonice și pelagice din ocean. [8] Sunt una dintre cele mai vechi descendențe de animale și au un plan corporal relativ simplu, care este în mod obișnuit asociat cu bacterii, arhee, protiste algale, ciuperci și viruși. [9] Microbiomii spongioși sunt compuși din specialiști și generaliști, iar complexitatea microbiomului lor pare să fie modelată de filogenia gazdei. [10] Studiile au arătat că microbiomul spongios contribuie la ciclul azotului în oceane, în special prin oxidarea amoniacului de către arhee și bacterii. [11] [12] Mai recent, s-a demonstrat că simbionții microbieni ai bureților tropicali produc și stochează granule de polifosfat , [13] permițând gazdei să supraviețuiască perioadelor de epuizare a fosfatului în medii marine oligotrofe . [14] Microbiomii unor specii de burete par să se schimbe în structura comunității ca răspuns la schimbarea condițiilor de mediu, inclusiv la temperatura oceanului [15] și acidificarea oceanului, [16] [17] , precum și la impacturile sinergice. [18]
Notă
- ^ Apprill, A. (2017) "Microbiomii animalelor marine: spre înțelegerea interacțiunilor gazdă - microbiom într-un ocean în schimbare". Frontiers in Marine Science , 4 : 222. DOI : 10.3389 / fmars.2017.00222 . Materialul a fost copiat din această sursă, care este disponibilă sub o licență internațională Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ Dubinsky, Z. și Jokiel, PL (1994) „Raportul dintre fluxurile de energie și nutrienți reglează simbioza dintre zooxanteli și corali”. Pacific Science , 48 (3): 313-324.
- ^ Anthony, KR, Kline, DI, Diaz-Pulido, G., Dove, S. și Hoegh-Guldberg, O. (2008) „Acidificarea oceanelor determină decolorarea și pierderea productivității la constructorii recifelor de corali”. Proceedings of the National Academy of Sciences , 105 (45): 17442–17446. DOI : 10.1073 / pnas.0804478105 .
- ^ Bourne, DG, Morrow, KM și Webster, NS (2016) "Perspective asupra microbiomului coral: fundamentarea sănătății și rezilienței ecosistemelor recifelor". Revista anuală a microbiologiei , 70 : 317-340. DOI : 10.1146 / annurev-micro-102215-095440 .
- ^ Neave, MJ, Apprill, A., Ferrier-Pagès, C. și Voolstra, CR (2016) "Diversitatea și funcția bacteriilor marine simbiotice predominante în genul Endozoicomonas ". Microbiologie aplicată și biotehnologie , 100 (19): 8315–8324. DOI : 10.1007 / s00253-016-7777-0 .
- ^ Neave, MJ, Michell, CT, Apprill, A. și Voolstra, CR (2017) "Genomii Endozoicomonas dezvăluie adaptarea funcțională și plasticitatea în tulpinile bacteriene asociate simbiotic cu diverse gazde marine". Rapoarte științifice , 7 : 40579. DOI : 10.1038 / srep40579 .
- ^ Hughes, TP, Kerry, JT, Álvarez-Noriega, M., Álvarez-Romero, JG, Anderson, KD, Baird, AH, Babcock, RC, Beger, M., Bellwood, DR, Berkelmans, R. și Bridge, TC (2017) „Încălzirea globală și albirea în masă recurentă a coralilor”. Natura , 543 (7645): 373–377.
- ^ Bell, JJ (2008) „Rolurile funcționale ale bureților marini”. Estuarine, Coastal and Shelf Science , 79 (3): 341-353. DOI : 10.1016 / j.ecss.2008.05.002 .
- ^ JN Lowder, HM Lazarus și RH Herzig, Bacteremiile și fungemiile la pacienții oncologici cu catetere venoase centrale: schimbarea spectrului infecției. , în Arhivele medicinii interne , vol. 142, nr. 8, 1982, pp. 1456-9, ISSN 0003-9926 , PMID 7103626 .
- ^ Thomas, T., Moitinho-Silva, L., Lurgi, M., Björk, JR, Easson, C., Astudillo-García, C., Olson, JB, Erwin, PM, López-Legentil, S., Luter , H. și Chaves-Fonnegra, A. (2016) "Diversitate, structură și evoluție convergentă a microbiomului burete global". Nature Communications , 7 (1): 1-12. DOI : 10.1038 / ncomms11870 .
- ^ Bayer, K., Schmitt, S. și Hentschel, U. (2008) "Fiziologie, filogenie și dovezi in situ pentru nitrificatoare bacteriene și arhaeale în buretele marin Aplysina aerophoba ". Microbiologie de mediu , 10 (11): 2942–2955. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2008.01582.x .
- ^ Radax, R., Hoffmann, F., Rapp, HT, Leininger, S. și Schleper, C. (2012) "Amoniacul - arheele oxidante ca principali factori de nitrificare în bureții de apă rece". Microbiologie de mediu , 14 (4): 909_923. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2011.02661.x .
- ^ Zhang, F., Blasiak, LC, Karolin, JO, Powell, RJ, Geddes, CD and Hill, RT (2015) "Sechestrarea fosforului sub formă de polifosfat prin simbionți microbieni în bureții marini". Lucrările Academiei Naționale de Științe , 112 (14): 4381-4386. DOI : 10.1073 / pnas.1423768112 .
- ^ Colman, AS (2015) "Simboniții burete și ciclul P marin". Proceedings of the National Academy of Sciences , 112 (14): 4191-4192. DOI : 10.1073 / pnas.1502763112 .
- ^ Simister, R., Taylor, MW, Tsai, P., Fan, L., Bruxner, TJ, Crowe, ML și Webster, N. (2012) „Răspunsuri la stres termic în biosfera bacteriană a buretelui Marii Bariere de Corali, Rhopaloeides Odorable . Microbiologie de mediu , 14 (12): 3232-3246. DOI : 10.1111 / 1462-2920.12010 .
- ^ Morrow, KM, Bourne, DG, Humphrey, C., Botté, ES, Laffy, P., Zaneveld, J., Uthicke, S., Fabricius, KE și Webster, NS (2015). traiectorii viitoare pentru gazdă - asociații microbiene în corali și bureți ". Jurnalul ISME , 9 (4): 894–908. DOI : 10.1038 / ismej.2014.188 .
- ^ Ribes, M., Calvo, E., Movilla, J., Logares, R., Coma, R. și Pelejero, C. (2016) "Restructurarea microbiomului burete favorizează toleranța la acidificarea oceanelor . Rapoarte de microbiologie de mediu , 8 (4): 536-544. DOI : 10.1111 / 1758-2229.12430 .
- ^ Lesser, MP, Fiore, C., Slattery, M. și Zaneveld, J. (2016) "Factorii de stres ai schimbărilor climatice destabilizează microbiomul buretelui de butoi din Caraibe, Xestospongia muta ". Journal of Experimental Marine Biology and Ecology , 475 : 11-18. DOI : 10.1016 / j.jembe.2015.11.004 .
Bibliografie
- Alejandro A. Murillo, Veronica Molina, Chris Harrod și Julio Salcedo-Castro, Marine Microbiome and Biogeochemical Cycles in Marine Productive Areas , Frontiers Media SA, 16 ianuarie 2020, ISBN 978-2-88963-276-3 .
- Marjorie F. Oleksiak și Om P. Rajora, Population Genomics: Marine Organisms , Springer Nature, 31 decembrie 2019, ISBN 978-3-030-37936-0 .
- Academiile Naționale de Științe, Inginerie și Medicină și Divizia de Studii ale Pământului și ale Vieții, Masa rotundă în științe chimice, Chimia microbiomilor: lucrările unei serii de seminarii , National Academies Press, 19 iulie 2017, ISBN 978-0-309-45839- 9 .
- Stal, LJ și Cretoiu, MS (Eds.) (2016) Microbiomul marin: o sursă neexploatată de biodiversitate și potențial biotehnologic Springer. ISBN 9783319330006
- Sebastien Duperron , Simbioze microbiene , Elsevier Science, 30 noiembrie 2016, ISBN 978-0-08-102118-7 .
- Suhelen Egan și Torsten Thomas, Simbioza microbiană a gazdelor marine din sesilă - Diversitate, funcție și aplicații , Frontiers Media SA, 21 decembrie 2015, ISBN 978-2-88919-681-4 .
Elemente conexe
linkuri externe
- Descoperirea microbiomului oceanelor, cheia bunăstării planetei , pe Greenreport: economie ecologică și dezvoltare durabilă , 9 februarie 2021. Adus pe 4 iunie 2021 .