Probiotyki i postbiotyki wsparły przegrzane koralowce Morza Czerwonego

Naukowcy z King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) sprawdzili terapię mikrobiologiczną nie w akwarium, lecz bezpośrednio na rafie podczas naturalnej morskiej fali upałów. Latem 2022 r. w centralnej części Morza Czerwonego potraktowali bielejące koralowce Acropora cf. valida bakteriami wyizolowanymi wcześniej ze zdrowych koralowców tego regionu. Test obejmował zarówno żywe konsorcja probiotyczne, jak i odpowiadające im preparaty z bakteriami unieczynnionymi termicznie, określane jako postbiotyki. 35

Test w warunkach prawdziwej fali upałów

Eksperyment przeprowadzono na koralowcach wystawionych na naturalny stres cieplny. Średnia dobowa temperatura wody wynosiła od 30,9 do 31,9°C. Badacze zastosowali dwa żywe preparaty probiotyczne oraz odpowiadające im preparaty inaktywowane, a następnie przez 15 dni porównywali ich działanie z grupą otrzymującą placebo. Kondycję koralowców oceniano na podstawie ich wyglądu oraz wydajności fotosyntezy symbiotycznych glonów, mierzonej wskaźnikiem Fᵥ/Fₘ. 35

To właśnie prowadzenie testu w otwartym morzu jest kluczowym elementem pracy. Wcześniejsze badania wskazywały, że korzystne bakterie mogą pomagać koralowcom podczas stresu cieplnego, ale tutaj żywe i inaktywowane preparaty sprawdzono w trakcie rzeczywistej fali upałów, a nie wyłącznie w warunkach kontrolowanych. 9

Co wykazało 15 dni obserwacji

W grupie placebo wydajność fotosyntezy glonów istotnie spadła pod wpływem wysokiej temperatury. Tymczasem oba żywe preparaty probiotyczne i jeden z preparatów postbiotycznych pozwoliły utrzymać wskaźnik Fᵥ/Fₘ przez cały 15-dniowy okres doświadczenia. 35

Ma to znaczenie, ponieważ bielenie zakłóca współpracę koralowca z żyjącymi w jego tkankach glonami, które dostarczają mu dużą część energii. Wyniki stanowią więc terenowy dowód słuszności koncepcji, że w co najmniej jednym wariancie inaktywowany preparat mikrobiologiczny może wspierać istotny wskaźnik zdrowia koralowca podczas stresu cieplnego równie skutecznie jak żywe bakterie. 3

Probiotyki i postbiotyki działały inaczej na mikrobiom

Postbiotyk nie jest po prostu „słabszym probiotykiem”. Probiotyk zawiera żywe, potencjalnie korzystne bakterie, natomiast postbiotyk w tym badaniu składał się z bakterii zabitych wysoką temperaturą oraz związanych z nimi bioaktywnych składników. Badanie wykazało, że preparaty żywe i inaktywowane wywoływały odmienne zmiany w mikrobiomie i metabolizmie koralowców. 3

Szczególnie interesujący wzorzec pojawił się po podaniu postbiotyku: zwiększyła się liczebność bakterii z rodzaju Cobetia, wiązanych z tolerancją koralowców na stres cieplny. 6 Sugeruje to, że inaktywowany preparat mógł wpływać na mikroorganizmy już obecne w koralowcu, bez konieczności trwałego zasiedlenia go przez wprowadzone żywe bakterie.

Mechanizm tego efektu nie został jednak jeszcze rozstrzygnięty. Doświadczenie pokazuje związek między terapią, zmianami mikrobiologicznymi i lepszymi wskaźnikami zdrowia, ale nie wskazuje precyzyjnie, które składniki preparatu lub reakcje gospodarza odpowiadały za korzyść. 36

Dlaczego postbiotyki mogą ułatwić ochronę raf

Żywe produkty mikrobiologiczne wymagają utrzymania żywotności kultur podczas produkcji, transportu i aplikacji. Inaktywowany postbiotyk może w przyszłości okazać się prostszy w magazynowaniu i stosowaniu, co byłoby praktyczną zaletą w działaniach renaturyzacyjnych lub w odpowiedzi na prognozowane fale upałów.

Nie jest to jednak wynik udowodniony w tym 15-dniowym teście, lecz potencjalna korzyść wdrożeniowa. Co ważne, skuteczny był tylko jeden z inaktywowanych preparatów. 3 Kolejne badania muszą ustalić, jakie formuły i dawki działają, dla których gatunków koralowców, jak długo utrzymuje się efekt oraz czy nie pojawiają się niezamierzone skutki ekologiczne.

Dodatkowe narzędzie, a nie zamiennik działań klimatycznych

Badanie objęło jeden gatunek koralowca i trwało 15 dni podczas jednej naturalnej fali upałów. Pokazuje ono możliwą interwencję, która może pomóc wrażliwym koralowcom przetrwać epizod stresu termicznego. Nie dowodzi natomiast, że terapia mikrobiologiczna będzie w stanie chronić rafy bezterminowo wraz z nasilaniem się ocieplenia oceanów. 35

Najbardziej realistyczną rolą probiotyków i postbiotyków jest wspieranie ochrony i odtwarzania raf jako dodatkowe narzędzie: potencjalnie dające osłabionym koralowcom czas podczas fal upałów, podczas gdy działania na większą skalę muszą ograniczać ocieplenie będące przyczyną masowego bielenia.