Многовековые лавовые пещеры острова Гавайи содержат тысячи неизвестных видов бактерий.
В лавовых пещерах, лавовых трубах и геотермальных источниках на большом острове Гавайи было обнаружено большее разнообразие бактерий, чем ожидали ученые. Результаты были представлены в новом исследовании, опубликованном сегодня (21 июля 2022 г.) в журнале Frontiers in Microbiology.
Это исследование исследует разнообразие и взаимодействия в этих микробных экосистемах, которые иллюстрируют, как жизнь могла существовать на Марсе и ранней Земле в прошлом. Удивительно, но результаты показали, что класс бактерий, известный как Chloroflexi, часто является «хабовым» видом, что означает, что они связаны со многими другими видами и обычно играют решающую экологическую роль в сообществе. Многие виды Chloroflexi мало изучены, и дальнейшие исследования откроют ранее неизвестные виды, а также помогут понять роль, которую эти виды играют в этих экстремальных условиях.
«Это исследование указывает на возможность того, что более древние линии бактерий, такие как тип Chloroflexi, могут иметь важные экологические «работы» или роли», — сказала первый автор доктор Ребекка Д. Прескотт из Космического центра имени Джонсона НАСА и Гавайского университета в Маноа. , в США. «Chloroflexi — чрезвычайно разнообразная группа бактерий, выполняющих множество различных функций в самых разных средах, но они недостаточно изучены, поэтому мы не знаем, что они делают в этих сообществах. Некоторые ученые называют такие группы «микробной темной материей» — невидимыми или неизученными микроорганизмами в природе».
Прескотт и ее коллеги собрали 70 образцов из разных мест, в том числе из активных геотермальных жерл (фумарол), а также из «младших» и «старых» лавовых труб и пещер, которым было меньше 400 лет и от 500 до 800 лет. соответственно, чтобы понять, как бактериальные сообщества могут меняться с течением времени. Они смогли определить разнообразие и численность классов бактерий в каждом образце путем секвенирования рибосомной РНК , присутствующей в образцах. Сосуществующие бактериальные сети также дали подсказки относительно возможных взаимодействий между этими микроорганизмами.
Ожидалось, что самые суровые условия — геотермальные участки — будут иметь меньшее разнообразие, чем более устоявшиеся и обитаемые лавовые трубки. Хотя разнообразие действительно оказалось ниже, команда исследователей с удивлением обнаружила, что взаимодействия внутри этих сообществ были более сложными, чем в местах с более высоким разнообразием.
«Это приводит к вопросу, помогают ли экстремальные условия создавать более интерактивные микробные сообщества, в которых микроорганизмы более зависимы друг от друга?» — сказал Прескотт. «И если да, то что такого в экстремальных условиях, что помогает создать это?»
Поскольку Chloroflexi и другой класс под названием Acidobacteria присутствовали почти во всех местах, они могут играть важную роль в этих сообществах. Однако это были не самые многочисленные бактерии, и отдельные сообщества из разных мест демонстрировали большие различия в разнообразии и сложности микробных взаимодействий. Вопреки интуиции, самые многочисленные группы, Oxyphotobacteria и Actinobacteria, не часто были «центральными» видами, что позволяет предположить, что их роль может быть менее важной для общей структуры сообщества.
Поскольку текущее исследование было основано на частичном секвенировании одного гена, оно не может точно определить виды микробов или их «работу» в сообществе. Поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы помочь выявить отдельные присутствующие виды, а также лучше понять роль этих бактерий в окружающей среде.
«В целом, это исследование помогает проиллюстрировать, насколько важно изучать микробы в совместной культуре, а не выращивать их отдельно (в виде изолятов)», — сказал Прескотт. «В естественном мире микробы не растут изолированно. Вместо этого они растут, живут и взаимодействуют со многими другими микроорганизмами в море химических сигналов от этих других микробов. Затем это может изменить экспрессию их генов, влияя на их работу в обществе».
Помимо информации о прошлой или даже будущей жизни на Марсе, бактерии из вулканической среды также могут быть полезны для понимания того, как микробы превращают вулканическую породу (базальт) в почвы, а также для биовосстановления, биотехнологии и устойчивого управления ресурсами.
Источник: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2022.934708/full