Микробы в кишечнике рыб оказались важны для здоровья океана

Ученые обнаружили, что крошечные микробы, живущие в кишечнике рыб, могут играть ключевую роль в производстве карбоната кальция — минерала, важного для химии океана и морского углеродного цикла. Это открытие указывает на ранее не замеченное взаимодействие, способное влиять на то, как океаны хранят углерод и поддерживают общее здоровье.

Исследование, проведенное под руководством бывшего аспиранта Университета Майами Энтони Бонаколты, показало, что кишечные бактерии и морские рыбы работают сообща, производя карбонат кальция. Ранее считалось, что этот процесс контролируется исключительно самими рыбами.

Костные рыбы (телеостеи) постоянно пьют морскую воду для поддержания гидратации. При переработке воды избыточные ионы кальция и карбоната выводятся из организма в виде твердых гранул карбоната кальция, называемых ихтиокарбонатами.

«Эта работа предполагает, что микробиом кишечника может играть более широкую роль как в биологии рыб, так и в глобальных морских циклах питательных веществ, — заявил один из старших авторов исследования, профессор ихтиологии Мартин Гросселл. — То, что ранее считалось процессом, управляемым исключительно рыбой, на самом деле может отражать тесный симбиоз между рыбой и ее кишечным микробным сообществом».

В ходе экспериментов ученые подвергали рыб-жаб (Opsanus beta) воздействию воды с разной соленостью: солоноватой (9 ppt), обычной морской (35 ppt) и гиперсоленой (60 ppt). Результаты показали, что в воде с низкой соленостью ихтиокарбонаты не образовывались, в морской воде — образовывались, а в гиперсоленой среде их производство увеличивалось.

Анализ ДНК и РНК из различных отделов кишечника рыб, самих ихтиокарбонатов и окружающей воды показал, что в кишечнике и гранулах обильно представлены вибрионы, особенно Photobacterium damselae subsp. damselae. Генетические данные свидетельствуют о том, что эти бактерии обладают способностями, связанными с производством ихтиокарбонатов, и могут напрямую способствовать формированию минералов вместе с рыбами-хозяевами.

«Большая часть жизни на Земле является микробной, управляя круговоротом питательных веществ и функционированием экосистем, открывая новые аспекты биологического разнообразия через симбиоз, — добавил Гросселл. — Океан особенно богат такими партнерствами, и симбиоз рыбы-жабы и вибрионов, потенциально связанный с производством карбоната кальция, является ярким новым примером».

Исследование было поддержано стартовыми грантами Университета Майами и проектом Министерства науки, инноваций и университетов Испании.