科学家深入太平洋珊瑚礁：99%微生物前所未见

珊瑚礁是海洋中生命律动最剧烈的场域：尽管其面积仅占海底总面积的不到百分之一，却养育了地球上超过三分之一的海洋动植物物种。这种惊人的生物多样性正笼罩在海水升温的阴影之下。

在那些肉眼可见的珊瑚礁居民之外，无数微观层面的生命形式同样深陷生存危机。这些微生物通常与珊瑚、海绵以及其他礁石栖息者维持着微妙的共生关系。为了在残酷的生存竞争中抵御病原体、捕食者和竞争对手，微生物进化出了一套庞大的天然产物武器库，而这对于人类医疗与生物技术而言，无异于一座极具价值的宝矿。

发表在《自然》杂志上的一项最新研究，向世人展示了这座“天然药库”一旦流失可能造成的巨大损失。这项由苏黎世联邦理工学院辛一·砂川和约恩·皮尔领导的研究团队，联合洛桑联邦理工学院的卢卡斯·保利及塔拉太平洋联盟共同完成。该研究在珊瑚体内鉴定出了具有合成新型物质潜力的微生物新物种。

研究人员细致分析了800多份珊瑚样本，这些样本源自十年前“塔拉”号科考船横跨太平洋的远征采集。这些珍贵的素材大多取自能够构建礁石的千孔珊瑚或石珊瑚。

团队首先对样本中的微生物脱氧核糖核酸片段进行了深度测序。随后，通过苏黎世联邦理工学院的高性能计算机集群，他们成功重建了645种细菌和古菌的基因组。辛一·砂川指出，在这些物种中，超过99%的基因组信息此前在科学界完全是一片空白。

通过与公海海水样本的横向对比，研究发现这些微生物并非散布于广阔的太平洋中，而是呈现出极强的地域依赖性——它们仅存在于珊瑚礁内部。更进一步的是，这些微生物倾向于寄宿在特定类型的珊瑚身上，不同属的珊瑚之间几乎不存在微生物的重叠。

辛一·砂川观察到，这些微生物通常栖息在宿主珊瑚的表面和消化道内，并形成了一个极为复杂的微观生态系统。这种共生模式与人类的皮肤及肠道微生物组具有高度的相似性。

研究者的野心并未止步于对新物种的分类描述，他们更试图揭开这些微生物可能合成的生化物质面纱。通过对天然产物背后遗传“蓝图”的深度审视，他们发现了一座隐藏的宝库。

“我们在珊瑚礁微生物基因组中发现的天然产物合成潜力，比此前在整个公海范围内的发现还要巨大，”辛一·砂川如是说。这种潜力的形成或可归因于珊瑚礁极高的生命密度：在如此拥挤的生存环境中，拥有多样化化学防御手段的生物显然更具竞争优势。

在辛一·砂川看来，现有的发现仅仅是揭开了帷幕的一角。在最新的研究中，团队仅考察了3个属的珊瑚，而全球已知的珊瑚属有数百个，包含数千个物种。除此之外，海绵、软体动物和藻类等其他物种繁茂的海洋生物，其背后的微生物组研究仍处于起步阶段。

研究人员对这种巨大的知识鸿沟及其潜在后果深感忧虑。如果珊瑚礁的生物多样性持续萎缩，将意味着数千种大多未知的微生物物种将面临不可逆转的消亡。

约恩·皮尔认为，针对珊瑚礁的分子层级研究为未来的生物技术和医学应用提供了无限可能。辛一·砂川则发出紧迫呼吁，强调人类正处于挖掘并保护这一潜在价值的时间竞赛中。因此，将微生物组纳入珊瑚礁保护的宏观框架中，已成为当前生态保护工作的当务之急。