Ο μυστικός ρόλος των βακτηρίων που μειώνουν τα θειικά στη θαλάσσια προστασία!

Ο μυστικός ρόλος των βακτηρίων που μειώνουν τα θειικά στη θαλάσσια προστασία!

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances εξετάζει τον κρίσιμο ρόλο των βακτηρίων που μειώνουν τα θειικά (SRB) στη διάσπαση της οργανικής ύλης στον πυθμένα της θάλασσας. Η ερευνητική εργασία διεξήχθη από τον Δρ. Lars Wöhlbrand και τον Καθ. Δρ. Ralf Rabus από το Πανεπιστήμιο του Όλντενμπουργκ με επικεφαλής. Αυτά τα μικρόβια, ιδιαίτερα η οικογένεια Desulfobacteraceae, δραστηριοποιούνται σε ζώνες ελεύθερες από οξυγόνο της Γης και συμβάλλουν σημαντικά στην παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα (CO2).

Τα Desulfobacteraceae έχουν έναν αρθρωτό μεταβολισμό που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούν μια ποικιλία οργανικών μορίων. Στη μελέτη, έξι διαφορετικά στελέχη αυτών των βακτηρίων καλλιεργήθηκαν και δοκιμάστηκαν εκτενώς. Στα μικρόβια δόθηκαν 35 διαφορετικές τροφές και εξετάστηκαν κάτω από 80 συγκεκριμένες συνθήκες. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι διαφορετικοί τύποι μεταβολισμού χρησιμοποιούν παρόμοια μοριακά εργαλεία για αποικοδόμηση. Αυτό εξηγεί την παγκόσμια κατανεμημένη και ευέλικτη φύση των Desulfobacteraceae.

Ο ρόλος των βακτηρίων στον κύκλο του άνθρακα

Υπολογίζεται ότι τα βακτήρια που μειώνουν τα θειικά ευθύνονται για περισσότερο από το ήμισυ της αποικοδόμησης της οργανικής ύλης στα παράκτια ύδατα και τις περιοχές των ραφιών. Η δραστηριότητά τους οδηγεί στο σχηματισμό υδρόθειου και μαύρου θειούχου σιδήρου στο ίζημα. Παρά τη σημασία τους, ο ρόλος των Desulfobacteraceae στον κύκλο του άνθρακα συχνά υποτιμάται. Οι γενετικοί δείκτες ορισμένων βασικών ενοτήτων έχουν ανιχνευθεί σε δείγματα ιζημάτων που ελήφθησαν από διάφορους θαλάσσιους οικοτόπους.

Ένα ιδιαίτερα αξιοσημείωτο στέλεχος, το Desulfococcus multivorans, έχει ένα πλήρες γονιδίωμα που αποτελείται από ένα μόνο, κυκλικό χρωμόσωμα 4.455.399 ζευγών βάσεων. Αυτό κυμαίνεται σε μέγεθος από άλλα SRB όπως το Desulfotalea psychrophila έως το Desulfobacterium autotrophicum HRM2. Η γονιδιωματική ανάλυση έχει ταυτοποιήσει όχι μόνο γονίδια για tRNA και rRNA, αλλά και πολλά γονίδια που σχετίζονται με την οικονομική ποικιλομορφία και την προσαρμοστικότητα αυτών των βακτηρίων.

Μεταβολική ευελιξία

Η μελέτη υπογραμμίζει ότι τα SRB μπορούν να μετατρέψουν όχι μόνο θειικά, αλλά και μια ποικιλία οργανικών ενώσεων που είναι δύσκολο να αποικοδομηθούν. Η μεταβολική ανακατασκευή του D. multivorans δείχνει ότι αυτά τα βακτήρια είναι ικανά να αποικοδομούν αρωματικά και αλειφατικά υποστρώματα, τα οποία οξειδώνονται σε CO2 μέσω της οδού Wood-Ljungdahl. Χρησιμοποιούν μια ποικιλία ενζύμων που απαιτούνται για τη β-οξείδωση και ανταποκρίνονται προσαρμοστικά στο στρες οξυγόνου.

Η ποικιλομορφία των ενζύμων και η υψηλή κάλυψη των αναλύσεων πρωτεϊνών υποδηλώνουν μια ισχυρή μεταβολική ικανότητα που μπορούν να αναπτύξουν αυτά τα βακτήρια. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να παίξουν κρίσιμο ρόλο στην κατανόηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στα θαλάσσια οικοσυστήματα. Με τη μείωση των επιπέδων οξυγόνου στους ωκεανούς, η σημασία του SRB στη διάσπαση της οργανικής ύλης θα μπορούσε να αυξηθεί περαιτέρω.

Αυτή η έρευνα όχι μόνο παρέχει νέες γνώσεις για τις βιολογικές διεργασίες που υποστηρίζουν τον κύκλο του άνθρακα, αλλά ανοίγει επίσης προοπτικές για μελλοντικές μελέτες που επιδιώκουν να κατανοήσουν τον μικροβιακό μεταβολισμό σε γενετικό επίπεδο. Τα Desulfobacteraceae δεν είναι μόνο στο επίκεντρο ως βασικοί παράγοντες για την αποικοδόμηση του άνθρακα, αλλά επίσης καταδεικνύουν εντυπωσιακά την πλαστικότητα και την προσαρμοστικότητα της μικροβιακής ζωής σε πολύπλοκα οικοσυστήματα.

Οι ολοκληρωμένες μελέτες σχετικά με την κατανομή, τις μεταβολικές διεργασίες και την οικολογική σημασία των Desulfobacteraceae συμβάλλουν στην εμβάθυνση της κατανόησής μας για τη δυναμική του άνθρακα και τις αλληλεπιδράσεις τους με τη χημεία των ωκεανών. Οι γνώσεις που αποκτήθηκαν από αυτή τη μελέτη θα μπορούσαν να έχουν εκτεταμένες επιπτώσεις στην κατανόηση της θαλάσσιας μικροβιακής οικολογίας και του παγκόσμιου κύκλου του άνθρακα.

Το uol.de αναφέρει ότι… και Το PMC εξηγεί βασικές γενετικές πτυχές... και Το sigmaearth επεκτείνει το πλαίσιο για τον ρόλο του SRB...