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# Biologie# Mikrobiologie

Korallen Gesundheit in Gefahr: Die Antibiotika-Debatte

Die Auswirkungen von Antibiotika auf Korallenriffe, die gegen Krankheiten kämpfen, erforschen.

Karen L. Neely, Christina A. Kellogg, Julie J. Voelschow, Allison R. Cauvin, Sydney A. M. Reed, Ewelina Rubin, Julie L. Meyer

― 6 min Lesedauer


Korallen vs. Krankheiten:Korallen vs. Krankheiten:EineAntibiotikaHerausforderungohne ihr Ökosystem zu schädigen?Können Antibiotika Korallen retten,
Inhaltsverzeichnis

Korallen sind die Bausteine des Lebens im Ozean und bieten Unterschlupf für unzählige Meerestiere. Doch im Karibik braut sich ein grosses Problem zusammen: eine fiese Krankheit namens Stony Coral Tissue Loss Disease (SCTLD) macht ordentlich Ärger. Diese Krankheit tauchte 2014 zum ersten Mal in Südflorida auf und verbreitet sich seit 2017 wie ein fieses Gerücht in der Karibik. Leider macht sie vor nichts Halt und befällt über 20 Korallenarten, darunter auch einige, die gefährdet sind.

Was geht unter Wasser ab?

Korallen können, genau wie Menschen, krank werden. SCTLD ist eine besonders heftige Krankheit, die eine Korallenkolonie im Handumdrehen vernichten kann. Forscher haben herausgefunden, dass einige Korallenarten durch SCTLD zwischen 67% und 100% ihrer Population verlieren können! Reden wir hier von einem richtig miesen Tag am Riff! Die Lage wurde so besorgniserregend, dass Wissenschaftler und Naturschützer beschlossen haben, einzugreifen.

Als Antwort darauf haben sie versucht, ein paar neue Tricks auszuprobieren, um den angeschlagenen Korallen zu helfen. Eine vielversprechende Methode war die Verwendung von Antibiotika in einer speziellen Paste namens Base2b. Diese Paste wurde an Korallen getestet, die von SCTLD betroffen waren, und, rate mal? Es hat funktioniert! Die Behandlung war zu 67% bis 100% wirksam, um die Krankheit zu stoppen oder zu verlangsamen. Auch wenn ab und zu neue Läsionen auftreten können, helfen regelmässige Besuche bei behandelten Korallen, sie auf dem Weg zur Genesung zu halten.

Bis Oktober 2024 waren über 25.000 Korallen in Florida mit dieser Methode behandelt worden. Obwohl die Erfolgsgeschichten ermutigend sind, gibt es ernsthafte Bedenken im Hintergrund, was den direkten Einsatz von Antibiotika auf Korallenriffen angeht.

Die dunkle Seite der Antibiotika

Wenn du an Antibiotika denkst, denkst du vielleicht daran, eine hartnäckige Infektion loszuwerden oder die Ohrprobleme deines Haustiers zu behandeln. Aber die Verwendung dieser Medikamente im Ozean wirft einige Fragen auf. Eine grosse Sorge ist, dass sie das natürliche Gleichgewicht der Mikroorganismen, die auf und um Korallen leben, stören könnten – das ist wie mit einem gut eingespielten Orchester zu schlampern.

Da ist auch die beängstigende Möglichkeit, „Superkeime“ zu kreieren, also Bakterien, die im Laufe der Zeit resistent gegen Antibiotika werden. Wissenschaftler haben dieses Problem seit vielen Jahren erkannt und darauf hingewiesen, dass der übermässige Gebrauch von Antibiotika in der Medizin und Landwirtschaft dazu führen kann, dass resistente Stämme auftreten. Nur weil Antibiotika schon eine Weile da sind, heisst das nicht, dass sie keine neuen Herausforderungen schaffen. Tatsächlich haben Studien gezeigt, dass Antibiotikaresistenz ein Problem ist, das es schon seit Tausenden von Jahren gibt!

Sollten wir in Panik geraten?

Bevor du anfängst, eine Panikparty unter Wasser zu planen, lass uns erst mal durchatmen. Während die Vorstellung von Antibiotikaresistenz besorgniserregend ist, ist die Realität etwas komplizierter. Überrascherweise könnten Korallenriffe nicht so stark betroffen sein, wie du denkst. Die Antibiotika, die bei der Behandlung von SCTLD verwendet werden, sind lokalisiert, was bedeutet, dass sie direkt an der Infektionsstelle angewendet werden, anstatt das gesamte Riff mit Medikamenten zu überfluten.

Wissenschaftler versuchen immer noch herauszufinden, was diese direkte Anwendung für die Mikrobiome der Korallen bedeutet, aber sie wollten dem auf den Grund gehen. Um das zu tun, haben sie begonnen, die Auswirkungen der Antibiotikapaste auf zwei verschiedene Korallenriffe in Florida zu untersuchen: das Hen and Chickens Riff und Cheeca Rocks.

Das Korallenexperiment beginnt!

Das Forschungsteam sammelte Proben von beiden Riffen, wobei der Fokus auf den Korallenarten Montastraea cavernosa und Colpophyllia natans lag. Sie wollten herausfinden, ob die Antibiotikabehandlung die Gemeinschaft der Mikroorganismen, die auf diesen Korallen leben, verändert hat. Ausserdem wollten sie herausfinden, ob die Behandlungen zu erhöhten Werten von Antibiotikaresistenzgenen (ARGS) führten.

Am Hen and Chickens Riff behandelten die Wissenschaftler zehn Korallen mit SCTLD und nahmen Proben vor und 24 Stunden nach der Anwendung der Antibiotikapaste. Klingt nach einem Spa-Tag für Korallen! Sie hofften zu sehen, ob die Antibiotikabehandlung irgendeine Veränderung in der mikrobielle Gemeinschaft der Korallen oder in der Expression der ARGs auslöste.

In der Zwischenzeit lag der Fokus bei Cheeca Rocks darauf, ob sich langfristige Resistenzen entwickeln würden. Das Team sammelte Proben von Korallen, die einmal behandelt wurden, sowie von denen, die nie behandelt wurden und von denen, die über einen Zeitraum von sieben Monaten mehrfach behandelt worden waren.

Ein Blick ins Korallen-Mikrobiom

Nach dem Sammeln der Proben analysierten die Forscher sie im Labor. Sie extrahierten DNA und RNA und waren gespannt, welche Mikroorganismen sich auf den Korallen tummelten und ob irgendwelche hartnäckigen ARGs beschlossen hatten, zur Party zu kommen.

Sie stellten fest, dass die Korallengemeinschaften hauptsächlich aus freundlichen Mikroorganismen bestanden, die als Alphaproteobacteria und Gammaproteobacteria bekannt sind. Diese kleinen Jungs sind wichtig für die Gesundheit der Korallen und sind wie die besten Freunde des Korallenökosystems.

Interessanterweise zeigten die Ergebnisse keinen signifikanten Anstieg der ARGs sofort nach der Antibiotikabehandlung am Hen and Chickens Riff. Das stimmt – trotz der Bedenken scheinen die Korallen nicht sofort eine Antibiotikaresistenz zu entwickeln.

Am Cheeca Rocks waren die Ergebnisse ähnlich. Es gab keine signifikanten ARG-Nachweise bei den behandelten Korallen, egal ob einmal oder mehrmals, was darauf hindeutet, dass die Antibiotika nicht für Probleme im Mikrobiom der Korallen sorgten.

Fazit: Korallen sind zähe Kekse

Was bedeutet das alles? Zum einen ist es gute Nachrichten für unsere Korallenfreunde. Es sieht so aus, als würde die Verwendung der Antibiotikapaste keine weitreichenden Probleme im Mikrobiom der Korallen verursachen oder Superkeime hervorbringen. Die Werte der Antibiotikaresistenzgene stiegen nicht signifikant, weder sofort nach der Behandlung noch über die Zeit.

Korallen scheinen eine gewisse Widerstandskraft in ihrer Biologie zu haben, springen über Störungen hinweg und pflegen ihre wichtigen Beziehungen zu ihren mikrobiellen Partnern. Es ist wie ein Superheldenteam für Korallen, bereit, Herausforderungen anzugehen!

Ein warnender Hinweis

Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, ist es wichtig, die Situation weiterhin zu überwachen. Es gibt noch Fragen zu den langfristigen Auswirkungen der Verwendung von Antibiotika auf Korallenriffe. Es ist entscheidend, das Bedürfnis nach Behandlung kranker Korallen mit dem Schutz der empfindlichen Ökosysteme, die sie bewohnen, in Einklang zu bringen.

Und mal ehrlich – Korallen brauchen nicht nur unsere Hilfe, sondern das gesamte Ozeanökosystem. Wenn Korallen gesund sind, können auch die Fische und anderen Meereslebewesen, die von ihnen abhängen, gedeihen.

Was kommt als Nächstes für die Korallenpflege?

Während die Wissenschaftler weiter lernen, wie man Korallen und ihre Krankheiten effektiv behandelt, müssen sie auch alternative Strategien in Betracht ziehen. Vielleicht könnten Impfstoffe für Korallen Realität werden oder es könnten andere natürliche Behandlungen entwickelt werden. Die Zukunft ist ungewiss, aber eines ist sicher: Wir müssen weiterhin auf unsere Ozeane und die wunderschönen Ökosysteme, die darin gedeihen, achten.

Korallen stehen sicherlich vor Herausforderungen, aber mit ein bisschen Hilfe von ihren Freunden – Wissenschaftlern und Naturschützern – könnten wir ihnen helfen, den Sturm zu überstehen und unsere Meere für kommende Generationen weiter zu verschönern.

Originalquelle

Titel: Two methodologies and timescales show no promotion of antibiotic resistance from in-water coral disease treatments

Zusammenfassung: The decimation of reefs caused by stony coral tissue loss disease prompted the use of a topical amoxicillin treatment to prevent coral mortality. Application of this treatment led to concerns about unintentional impacts such as potential alteration of the coral microbiome and possible spread of antibiotic resistance. We used two different methodologies - microbial RNA sequencing and microbial qPCR array - to assess these concerns. RNA sequencing was conducted on coral mucus samples collected before and 24 hours after amoxicillin application on wild Montastraea cavernosa. No differences in expression of antibiotic resistance genes (ARGs) were detected. Additionally, there were no notable changes in the microbial communities between the before and after samples. Microbial qPCR array was used to assess differences in ARGs over longer timescales in wild Colpophylia natans, comparing never-treated corals with ones treated a single time seven months prior and with those treated multiple times seven months and more prior. No clinically relevant ARGs represented in the arrays were detected across any samples. A small number of above-detection reads (4 in the never-treated corals, 2 in the once-treated corals, and 0 in the multi-treated corals) may indicate weak amplification of similar environmental (non-anthropogenic) ARGs in the corals. Results indicate that the localized topical application of amoxicillin to prevent mortality of SCTLD-affected corals is neither disrupting the microbiome of treated corals nor driving the proliferation of antibiotic resistance.

Autoren: Karen L. Neely, Christina A. Kellogg, Julie J. Voelschow, Allison R. Cauvin, Sydney A. M. Reed, Ewelina Rubin, Julie L. Meyer

Letzte Aktualisierung: 2024-11-01 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621504

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.01.621504.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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