Steve Smith črpa iz korenin okrožja Kauai na otoku Hawaii v prehodu havajske jame. Zasluge: Kenneth Ingham

Stotisoče neznanih bakterijskih vrst v stoletnih jamah lave na Havajskih otokih

Lava jame, lava cevi in ​​geotermalni vrelci na Big Islandu na Havajih so odkrili več bakterijske raznolikosti, kot so znanstveniki pričakovali. Ugotovitve so predstavljene v novi študiji, objavljeni danes (21. julija 2022) v reviji Meje v mikrobiologiji,

Ta raziskava preučuje raznolikost in interakcije znotraj teh mikrobnih ekosistemov, ki razkrivajo, kako je življenje morda obstajalo. Planet Mars in zgodnja Zemlja v preteklosti. Zanimivo je, da so ugotovitve razkrile, da je razred bakterij, znan kot Chloroflexi, pogosto vrsta “središča”, kar pomeni, da so tesno povezani z mnogimi drugimi vrstami in imajo na splošno pomembno ekološko vlogo v skupnosti. Številne vrste Chloroflexi so slabo razumljene in nadaljnje raziskave bodo razkrile še neodkrite vrste ter vlogo teh vrst v teh ekstremnih okoljih.

“Ta študija kaže na možnost, da imajo lahko starejše linije bakterij, kot je deblo Chloroflexi, pomembna ekološka ‘delovna mesta’ ali vloge,” je povedal prvi avtor dr. je rekla Rebecca De Prescott. NASA Johnson Space Center in Univerza na Havajih v Manoi v ZDA. “Chloroflexi so izjemno raznolika skupina bakterij z veliko različnimi vlogami, ki jih najdemo v številnih različnih okoljih, vendar niso dobro raziskani, zato ne vemo, kaj počnejo v teh skupnostih. Nekateri znanstveniki se nanašajo na takšne grozde kot” mikrobna temna snov ‘ – mikroorganizmi, ki jih v naravi ne opazimo ali ne preučujemo.”

nevidno vulkansko življenje

Prescott in njegovi kolegi so zbrali 70 vzorcev z različnih lokacij, vključno z aktivnimi geotermalnimi odprtinami (fumarole), pa tudi “mlajše” in “starejše” cevi lave in jame, ki so bile stare manj kot 400 let in 500 do 800 let. da bi razumeli, kako se lahko bakterijske skupnosti sčasoma spreminjajo. Ugotovili so lahko raznolikost in številčnost bakterijskih razredov v vsakem vzorcu s sekvenciranjem ribosomskih kraljeva vojska prisoten v vzorcih. Sočasna bakterijska omrežja so zagotovila tudi namige o možnih interakcijah med temi mikroorganizmi.

Debele mikrobne preproge visijo pod skalo v odprtinah pare, ki tečejo vzdolž območja East Rift na otoku Havaji. Zasluge: Jimmy Sauv

Najtežji pogoji – geotermalna območja – naj bi imeli manjšo raznolikost kot bolj uveljavljene in bivalne cevi lave. Medtem ko je bilo ugotovljeno, da je raznolikost res nizka, je ekipa raziskovalcev presenečena ugotovila, da so interakcije znotraj teh skupnosti bolj zapletene kot v krajih z veliko raznolikostjo.

“To vodi do vprašanja, ali ekstremna okolja pomagajo ustvariti bolj interaktivne mikrobne skupnosti, v katerih so mikroorganizmi bolj odvisni drug od drugega?” je rekel Prescott. “In če je tako, kaj je s ekstremnimi okolji, ki so ga pomagala ustvariti?”

Ker so bili Chloroflexi in drug razred, imenovan Acidobacteria, prisotni na skoraj vseh lokacijah, lahko igrajo bistveno vlogo v teh skupnostih. Vendar to niso bile najpogostejše bakterije in različne skupnosti z različnih lokacij so pokazale velike razlike v raznolikosti in kompleksnosti mikrobnih interakcij. Nasprotno pa najštevilčnejše skupine, Oxyphotobacteria in Actinobacteria, pogosto niso bile “središčne” vrste, kar kaže, da je njihova vloga morda manj pomembna za celotno sestavo skupnosti.

več vprašanj kot odgovorov

Ker je sedanja študija temeljila na delnem zaporedju enega samega gena, ne more natančno določiti vrste mikrobov ali njihovih ‘delov’ v skupnosti. Zato je potrebnih več raziskav, da bi razkrili različne vrste in bolje razumeli vloge teh bakterij v okolju.

Nastanek kapnika v havajskem jamskem sistemu iz te študije z bakrovimi minerali in belimi mikrobnimi kolonijami. Kljub dejstvu, da je baker strupen za številne organizme, ta tvorba gosti mikrobno skupnost. Zasluge: Kenneth Ingham

“Na splošno ta študija pomaga ponazoriti, kako pomembno je preučevati mikrobe v sokulturi, namesto da bi jih gojili same (izolate),” je dejal Prescott. “V naravnem svetu mikrobi ne rastejo ločeno. Namesto tega rastejo, živijo in komunicirajo s številnimi drugimi mikroorganizmi v morju kemičnih signalov teh drugih mikrobov. To lahko nato spremeni njihov genski izraz, kar vpliva na njihova delovna mesta v skupnosti.”

Poleg vpogledov v preteklost ali prihodnost življenja na Marsu so lahko bakterije iz vulkanskih okolij koristne tudi pri razumevanju, kako mikroorganizmi pretvarjajo vulkansko kamnino (bazalt) v prst, pa tudi pri bioremediaciji, biotehnologiji in trajnostnem upravljanju virov.

Referenca: Rebecca D. Prescott, Tatjana Zamkovaja, Stuart P. Donachi, Diana E. Northup, Joseph J. Medley, Natalia Monsalve, Jimmy H. , Alan W. Deco, Patrick SG Chen in Penelope J. Boston, 21. julij 2022, Meje v mikrobiologiji,
DOI: 10.3389/fmicb.2022.934708

Dotacija: Sedež NASA, Univerza George Washington