Mikroby v centru pozornosti: Jak změny životního prostředí ohrožují rozmanitost!

Mikroby v centru pozornosti: Jak změny životního prostředí ohrožují rozmanitost!

Nová studie Toma Clegga a Thilo Grosse zkoumala složité mechanismy, které formují mikrobiální diverzitu. Výzkumná práce v Helmholtzově institutu pro funkční mořskou biodiverzitu na univerzitě v Oldenburgu ukazuje, že mikrobiální ekosystémy mají body zvratu. V těchto bodech zlomu mohou i malé poruchy vést ke kolapsu komunity. Vědci dospěli k závěru, že přežití mikrobů silně závisí na síti vzájemných závislostí, které mohou být destabilizovány sebemenšími změnami.

Výsledky publikované v renomovaném časopise PNAS zdůrazňují křehkou rovnováhu mikrobiálních komunit. Tato společenství fungují jako síť, ve které jsou různé populace propojeny výměnou metabolických produktů. Ztráta jednotlivých populací může ohrozit celou síť a vést k prudkému poklesu diverzity. Takový kolaps se nazývá bod zvratu, srovnatelný s výpadkem elektrické sítě.

Výzvy v laboratoři

Klíčovým zjištěním studie je výzva kultivace mikrobiálních komunit v laboratoři. Mnoho mikroorganismů během kultivačního procesu odumírá, což brání tomu, aby byly v laboratorních experimentech zaznamenávány důležité členy a tedy potřebné metabolity. To představuje narušení, které ovlivňuje přirozenou interakci mikrobů. Ve vnitrolaboratorních kulturách bohatých na zdroje může také dojít k rozpadu komunity, když jsou narušeny jejich vzájemné vztahy. Clegg a Gross varují, že takové systémy se nemusí regenerovat, i když jsou všechny potřebné zdroje opět dostupné.

Důsledky tohoto výzkumu jsou obrovské, zejména s ohledem na roli, kterou hrají mikrobi v lidském zdraví a zdraví životního prostředí. I když laboratorní podmínky neodrážejí přírodní stanoviště, zjištění jsou zásadní pro naše pochopení mikrobiální diverzity a jejího významu pro ekosystémy.

Změny prostředí a jejich důsledky

Souběžně s touto prací výzkumný tým z Cluster of Excellence „Balance of the Microverse“ na Univerzitě Friedricha Schillera Jena zkoumá, jak změny životního prostředí ovlivňují mikrobiální komunity, které jsou klíčové pro zdraví lidí a přírody. Změny stravovacích návyků a intenzivní zemědělské postupy mohou narušit nejen střevní flóru, ale také uhlíkový cyklus.

Jejich studie analyzovala sekvence DNA z více než 1500 mikrobiálních komunit z různých stanovišť. Cílem vědců bylo studovat robustnost či citlivost těchto mikroorganismů na zmíněné změny. Pozoruhodným zjištěním studie je, že bakteriální druhy, které jsou rozšířené, mají větší genomy. To by mohlo vysvětlit, proč jsou schopni přežít v různých prostředích.

Tento výzkum je nejen inovativní, ale také dosud unikátní. Poprvé byly bakteriální a houbové druhy zkoumány společně v globálním měřítku, aby se zjistila jejich adaptabilita. Analýza z řady různých biomů – sekvence pocházejí mimo jiné z vodních, hostitelských a půdních biomů – otevřela nové dimenze pro pochopení dynamiky mikrobiálních společenstev.

Závěrem lze říci, že jak studie Clegga a Grosse, tak analýzy Univerzity v Jeně posilují potřebu dalšího výzkumu komplexních interakcí v mikrobiálních ekosystémech. Jejich zjištění významně přispívají k pochopení ekologie a evoluce mikrobů a podtrhují důležitost zachování této rozmanitosti v měnícím se prostředí.

Další podrobnosti o studii Clegga a Grosse naleznete na adrese UOL. Další informace o studiu změn životního prostředí lze nalézt na webových stránkách Univerzita v Jeně stejně jako při MDR.