麻省理工学院朱棣文教授 信用:Pixabay/CC0公共域 珊瑚已经进化了几千年，在营养物质很少的水域生存，甚至繁衍
在健康的珊瑚礁中，水通常异常清澈，这主要是因为珊瑚已经找到了最佳利用周围少量资源的方法
这些条件的任何改变都会使珊瑚的健康失去平衡
现在，麻省理工学院和伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的研究人员与古巴的海洋学家和海洋生物学家合作，已经鉴定出生活在一些珊瑚物种的黏液生物膜中的微生物，这可能有助于保护珊瑚免受某些营养失衡的影响
研究小组发现，这些微生物可以吸收并“清除”珊瑚周围的氮
在低浓度下，氮是珊瑚的基本营养，为它们的生长提供能量
但是过量的氮，例如从富含氮的肥料中浸出到海洋中的氮，会导致海藻大量繁殖
海藻可以在资源上胜过珊瑚，让珊瑚礁变得紧张和褪色
通过吸收过量的氮，新发现的微生物可能会阻止藻类的竞争，从而成为它们所栖息的珊瑚的微小保护者
尽管全球变暖导致珊瑚面临着广泛的压力和褪色，但一些物种似乎已经找到了保护自己免受其他与氮有关的压力的方法
麻省理工学院地球、大气和行星科学系海洋利用的多赫蒂助理教授安德鲁·巴宾说:“发现这些生物与珊瑚有关的一个方面是，珊瑚有一种自然的方式能够对抗人类的影响，至少在氮的可用性方面，这是一件非常好的事情。”
“这可能是珊瑚礁自我保护的一种非常自然的方式，至少在某种程度上是这样
" 巴宾和他的同事在《ISME日报》上报道了他们的发现
死区类似物 巴宾的团队研究海洋中的海洋群落如何循环氮，氮是生命的关键元素
海洋中的氮有多种形式，如氨、亚硝酸盐和硝酸盐
巴宾对研究氮在缺氧环境中是如何循环或被吸收的特别感兴趣，缺氧环境是海洋中的低氧区，也被称为“死亡区”，在那里很少发现鱼，微生物可以茁壮成长
巴宾说:“鱼类缺氧的地方是细菌开始做不同事情的地方，这让我们很兴奋。”
“例如，他们可以开始消耗硝酸盐，这会影响特定部分水的生产力
" 死亡区并不是海洋中唯一的缺氧区域，细菌在这里表现出氮盛宴的行为
低氧环境可以在更小的范围内被发现，例如生物膜，这种富含微生物的黏液覆盖了从海难船体到珊瑚礁的海洋表面
“我们体内有生物膜，允许不同的厌氧过程发生，”巴宾指出
“珊瑚也是如此，它能产生大量的粘液，作为氧气的阻滞屏障
" 尽管珊瑚离地表很近，而且氧气可以到达，但巴宾想知道珊瑚粘液是否会促进“缺氧区”，即低氧的集中区域，在那里消耗硝酸盐的细菌可能会茁壮成长
他向WHOI海洋微生物学家艾米·阿普里尔提出了这个想法，2017年，研究人员带着一个科学小组出发去了古巴，阿普里尔曾计划在受保护的国家公园怡和花园或女王花园进行珊瑚研究
巴宾说:“这个保护区是健康的加勒比珊瑚最后的避难所之一。”
“我们的希望是研究这些受影响较小的区域之一，以获得一个基线，了解什么样的氮循环动态与珊瑚本身的精灵有关，这将使我们了解人为扰动会对该系统造成什么影响
" 洗涤器擦拭 在探索珊瑚礁的过程中，科学家们从该地区丰富的珊瑚物种中提取了少量样本
在船上，他们在各自的海水中培育每一个珊瑚标本，同时还有一种氮的示踪剂——一种比海水中自然发现的分子稍重的形式
他们把样本带回剑桥，用质谱仪分析，测量氮分子的平衡如何随时间变化
根据样品中消耗或产生的分子类型，研究人员可以估计氮减少和基本脱氮或通过其他代谢过程增加的速率
在几乎每一个珊瑚样品中，他们观察到的反硝化速率都高于大多数其他过程；珊瑚上的某些东西可能正在吸收分子
研究人员擦拭了每块珊瑚的表面，并在培养皿中培养出粘稠的样本，他们检查了培养皿中已知的代谢氮的特定细菌
这一分析揭示了生活在大多数珊瑚样本中的多种氮洗涤细菌
巴宾说:“我们的结果表明，这些与珊瑚生活在一起的生物有办法清理当地的环境。”
“有一些珊瑚物种，像这种脑珊瑚二倍体，表现出极快的氮循环，即使在人为变化的情况下也非常顽强，而在整个加勒比海呈粗糙形状的顶孢菌，表现出很少的氮循环
" 氮洗涤微生物是否直接有助于珊瑚的健康还不清楚
研究小组的结果是这种联系的第一个证据
展望未来，巴宾计划探索海洋的其他部分，如热带太平洋，看看其他珊瑚上是否存在类似的微生物，以及这些细菌在多大程度上有助于保护它们的宿主
他猜测它们的作用类似于我们自身系统中的微生物
巴宾说:“我们越是关注人类的微生物群，我们就越能意识到与我们生活在一起的生物确实会促进我们的健康。”
“珊瑚礁也是如此
珊瑚微生物群决定了珊瑚系统的健康
我们要做的是揭示珊瑚系统中微生物网络的新陈代谢
"
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