Mikrobit keskiössä: Miten ympäristön muutokset vaarantavat monimuotoisuuden!

Mikrobit keskiössä: Miten ympäristön muutokset vaarantavat monimuotoisuuden!

Tom Cleggin ja Thilo Grossin uusi tutkimus on tutkinut monimutkaisia ​​mekanismeja, jotka muokkaavat mikrobien monimuotoisuutta. Oldenburgin yliopiston Helmholtzin funktionaalisen meren biologisen monimuotoisuuden instituutin tutkimus osoittaa, että mikrobiekosysteemeillä on kääntöpisteitä. Näissä käännepisteissä pienetkin häiriöt voivat johtaa yhteisön romahtamiseen. Tiedemiehet päättelevät, että mikrobien selviytyminen riippuu suuresti keskinäisten riippuvuussuhteiden verkostosta, jonka pienimmätkin muutokset voivat horjuttaa.

Tunnetussa PNAS-lehdessä julkaistut tulokset korostavat mikrobiyhteisöjen herkkää tasapainoa. Nämä yhteisöt toimivat verkostona, jossa eri populaatiot ovat yhteydessä toisiinsa aineenvaihduntatuotteiden vaihdon kautta. Yksittäisten populaatioiden häviäminen voi uhata koko verkostoa ja johtaa monimuotoisuuden äkilliseen vähenemiseen. Tällaista romahdusta kutsutaan käännepisteeksi, joka on verrattavissa sähköverkon sähkökatkoksia.

Haasteet laboratoriossa

Tutkimuksen keskeinen havainto on haaste viljellä mikrobiyhteisöjä laboratoriossa. Monet mikro-organismit kuolevat viljelyprosessin aikana, mikä estää tärkeiden jäsenten ja siten välttämättömien aineenvaihduntatuotteiden kirjaamisen laboratoriokokeisiin. Tämä edustaa häiriötä, joka vaikuttaa mikrobien luonnolliseen vuorovaikutukseen. Laboratorioiden sisäisissä resurssirikkaissa kulttuureissa yhteisön hajoamista voi tapahtua myös, kun niiden keskinäiset suhteet katkeavat. Clegg ja Gross varoittavat, että tällaiset järjestelmät eivät välttämättä uusiudu, vaikka kaikki tarvittavat resurssit olisivat taas käytettävissä.

Tämän tutkimuksen vaikutukset ovat valtavat, varsinkin kun otetaan huomioon mikrobien rooli ihmisten ja ympäristön terveydessä. Vaikka laboratorio-olosuhteet eivät heijastakaan luonnollisia elinympäristöjä, löydökset ovat välttämättömiä ymmärtäessämme mikrobien monimuotoisuutta ja sen merkitystä ekosysteemeille.

Ympäristömuutokset ja niiden seuraukset

Samanaikaisesti tämän työn ohella Jenan Friedrich Schiller -yliopiston huippuyksikön ”Balance of the Microverse” tutkimusryhmä tutkii, miten ympäristön muutokset vaikuttavat ihmisten ja luonnon terveyden kannalta ratkaiseviin mikrobiyhteisöihin. Muutokset ruokailutottumuksissa ja intensiiviset maatalouskäytännöt voivat häiritä suolistoflooran lisäksi myös hiilen kiertoa.

Heidän tutkimuksessaan analysoitiin DNA-sekvenssejä yli 1500 mikrobiyhteisöstä eri elinympäristöistä. Tiedemiehet pyrkivät tutkimaan näiden mikro-organismien kestävyyttä tai herkkyyttä mainituille muutoksille. Tutkimuksen merkittävä havainto on, että laajalle levinneillä bakteerilajeilla on suurempi genomi. Tämä saattaa selittää, miksi he pystyvät selviytymään erilaisissa ympäristöissä.

Tämä tutkimus ei ole vain innovatiivinen, vaan myös ainutlaatuinen tähän mennessä. Ensimmäistä kertaa bakteeri- ja sienilajeja tutkittiin yhdessä globaalissa mittakaavassa niiden sopeutumiskyvyn määrittämiseksi. Analyysi useista eri biomeista - sekvenssit tulevat muun muassa vesi-, isäntä- ja maaperän biomeista - on avannut uusia ulottuvuuksia mikrobiyhteisöjen dynamiikan ymmärtämiseen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä Cleggin ja Grossin tutkimukset että Jenan yliopiston analyysit vahvistavat tarvetta jatkaa mikrobiekosysteemien monimutkaisten vuorovaikutusten tutkimista. Heidän löydöksensä myötävaikuttavat merkittävästi mikrobien ekologian ja evoluution ymmärtämiseen ja korostavat tämän monimuotoisuuden säilyttämisen tärkeyttä muuttuvassa ympäristössä.

Lisätietoja Cleggin ja Grossin tutkimuksesta on osoitteessa UOL. Lisätietoa ympäristönmuutoksen tutkimisesta löytyy verkkosivuilta Jenan yliopisto sekä klo MDR.