Питаются углеродом и азотом: воду всего мира могут очистить новые микробы, обнаруженные американскими учеными
Новый филум был обнаружен в образцах почвы из США и Китая, захороненных на глубине до 20 м под поверхностью.
Электронная микрофотография Salmonella enterica серовара Thyphimurium. Фото: HZI/Manfred Rohde
Ученые в США обнаружили недавно идентифицированный филум микробов, процветающих на глубине до 20 м под землей, которые помогают очищать подземные воды, а также могут оказать помощь в очистке питьевой воды, рассказывает Interesting Engineering. Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Исследование под руководством Джеймса Тидже, доктора философии, почетного профессора университета и директора Центра микробной экологии Мичиганского государственного университета (MSU), выявило филум микробов под названием CSP1-3 в образцах почвы из Айовы и Китая в Критической зоне Земли.
Оба места имеют глубокие, похожие почвы, что может помочь определить, встречаются ли эти микробы шире, чем в одном месте.
«Критическая зона простирается от верхушек деревьев вниз через грунт на глубину до 200 м. Эта зона поддерживает большинство видов жизни на планете, поскольку регулирует такие важные процессы, как формирование почвы, круговорот воды и питательных веществ, жизненно важных для производства продуктов питания, качества воды и здоровья экосистем. Несмотря на свою важность, глубокая Критическая зона является новой границей, поскольку это большая часть Земли, которая относительно неисследованной», — говорит Тидже.
Углубляясь в результаты исследования
Тидже и его команда извлекли ДНК из глубоких образцов почвы для исследования. Они обнаружили, что предки филума жили в водной среде, такой как горячие источники и пресная вода, миллионы лет назад.
В течение своей эволюционной истории они претерпели по меньшей мере одно значительное изменение среды обитания, перейдя из воды в верхний слой почвы и, наконец, в глубокие почвы, где, по наблюдениям Тидже, они все еще продолжали метаболически активную деятельность.
«Большинство людей полагают, что эти организмы находятся в состоянии покоя, как споры. Но один из наших ключевых выводов, который мы сделали, исследуя их ДНК, состоит в том, что эти микробы активны и медленно растут», — говорит он.
Ведущий исследователь также был удивлен, обнаружив, что эти микробы были не просто редкими исключениями, а доминирующими членами глубокого почвенного сообщества, составляя в некоторых случаях 50 и более процентов, что раньше не наблюдалось в поверхностных почвах.
«Я считаю, что это произошло потому, что глубокие слои почвы — это совсем другая среда, и эта группа организмов эволюционировала в течение длительного времени, чтобы приспособиться к этой обедненной почве», — говорит Тидже.
Деятельность по очистке воды
Почва является самым естественным фильтром воды на Земле, который очищает ее с помощью различных физических, химических и биологических процессов. Однако, в то время как поверхностная почва обрабатывает лишь небольшой объем и быстрый поток, глубокие слои почвы содержат гораздо больше воды, обеспечивая среду, в которой CSP1-3 становится активной.
Поскольку углерод и азот вымываются из верхнего слоя почвы, филум питается этими элементами, помогая завершить процесс очистки воды.
«CSP1-3 — это мусорщики, которые убирают попавшее сквозь поверхностный слой почвы. Они выполняют свою работу», – объясняет Тидже.
Сейчас команда имеет целью культивировать некоторые из этих микробов в лаборатории, чтобы узнать больше об уникальной физиологии, которая делает их хорошо приспособленными к глубокой почвенной среде.
Однако Тидже отмечает, что эксперимент будет сложным, поскольку большинство микробов никогда не культивировались в лаборатории из-за чрезвычайной сложности имитации точных условий, необходимых для жизни и роста.
«Физиология CSP1-3, обусловленная их биохимией, отличается, поэтому там могут быть некоторые интересные гены, имеющие ценность для других целей. Например, мы не знаем, насколько они способны метаболизировать тяжелые загрязнители, и если мы сможем это узнать, то сможем помочь решить одну из самых неотложных проблем Земли», — заключает Тидже в пресс-релизе.
Больше новостей читайте на GreenPost.
