Живляться вуглецем і азотом: воду всього світу можуть очистити нові мікроби, яких знайшли американські науковці
Новий філум був виявлений у зразках ґрунту з США та Китаю, похованих на глибині до 20 м під поверхнею.
Електронна мікрофотографія Salmonella enterica серовару Thyphimurium. Фото: HZI/Manfred Rohde
Науковці в США виявили нещодавно ідентифікований філум мікробів, що процвітають на глибині до 20 м під землею, які допомагають очищати підземні води, а також можуть стати підмогою в очищенні питної води, розповідає Interesting Engineering. Дослідження було опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Дослідження під керівництвом Джеймса Тідже, доктора філософії, почесного професора університету і директора Центру мікробної екології Мічиганського державного університету (MSU), виявило філум мікробів під назвою CSP1-3 у зразках ґрунту з Айови і Китаю в Критичній зоні Землі.
Обидва місця мають глибокі, схожі ґрунти, що може допомогти визначити, чи зустрічаються ці мікроби ширше, ніж в одному місці.
«Критична зона простягається від верхівок дерев вниз через ґрунт на глибину до 200 м. Ця зона підтримує більшість видів життя на планеті, оскільки регулює такі важливі процеси, як формування ґрунту, колообіг води та поживних речовин, які є життєво важливими для виробництва продуктів харчування, якості води та здоров'я екосистем. Попри свою важливість, глибока Критична зона є новим кордоном, оскільки це велика частина Землі, яка є відносно недослідженою», — каже Тідже.
Заглиблюючись у результати дослідження
Тідже та його команда витягли ДНК з глибоких зразків ґрунту для дослідження. Вони виявили, що предки філума жили у водному середовищі, такому як гарячі джерела та прісна вода, мільйони років тому.
Протягом своєї еволюційної історії вони зазнали щонайменше однієї значної зміни середовища існування, перейшовши з води до верхнього шару ґрунту та, зрештою, до глибоких ґрунтів, де, за спостереженнями Тідже, вони все ще продовжували метаболічно активну діяльність.
«Більшість людей думають, що ці організми перебувають у стані спокою, як спори. Але один із наших ключових висновків, який ми зробили, досліджуючи їхню ДНК, полягає в тому, що ці мікроби активні й повільно ростуть», — каже він.
Провідний дослідник також був здивований, коли виявив, що ці мікроби були не просто рідкісними винятками, а домінуючими членами глибокого ґрунтового співтовариства, складаючи в деяких випадках 50 і більше відсотків, що раніше не спостерігалося в поверхневих ґрунтах.
«Я вважаю, що це сталося тому, що глибокі шари ґрунту — це зовсім інше середовище, і ця група організмів еволюціонувала протягом тривалого часу, щоби пристосуватися до цього збідненого ґрунтового середовища», — каже Тідже.
Діяльність з очищення води
Ґрунт є найбільшим природним фільтром води на Землі, який очищає її за допомогою різних фізичних, хімічних і біологічних процесів. Однак, в той час як поверхневий ґрунт обробляє лише невеликий об'єм і швидкий потік, глибокі шари ґрунту утримують значно більше води, забезпечуючи середовище, в якому CSP1-3 стає активним.
Оскільки вуглець і азот вимиваються з верхнього шару ґрунту, філум живиться цими елементами, допомагаючи завершити процес очищення води.
«CSP1-3 — це сміттярі, які прибирають те, що потрапило крізь поверхневий шар ґрунту. Вони виконують свою роботу», — пояснює Тідже.
Зараз команда має на меті культивувати деякі з цих мікробів у лабораторії, щоб дізнатися більше про унікальну фізіологію, яка робить їх добре пристосованими до глибокого ґрунтового середовища.
Однак Тідже зазначає, що експеримент буде складним, оскільки більшість мікробів ніколи не культивувалися в лабораторії через надзвичайну складність імітації точних умов, необхідних для життя і росту.
«Фізіологія CSP1-3, зумовлена їхньою біохімією, відрізняється, тому там можуть бути деякі цікаві гени, що мають цінність для інших цілей. Наприклад, ми не знаємо, наскільки вони здатні метаболізувати важкі забруднювачі, і якщо ми зможемо це дізнатися, то зможемо допомогти вирішити одну з найнагальніших проблем Землі», — підсумовує Тідже в прес-релізі.
Більше новин читайте на GreenPost.
