A mikrobák a fókuszban: Hogyan veszélyeztetik a környezeti változások a sokféleséget!

A mikrobák a fókuszban: Hogyan veszélyeztetik a környezeti változások a sokféleséget!

Tom Clegg és Thilo Gross új tanulmánya a mikrobiális diverzitást alakító komplex mechanizmusokat vizsgálta. Az Oldenburgi Egyetem Helmholtz Funkcionális Tengeri Biodiverzitás Intézetében végzett kutatások azt mutatják, hogy a mikrobiális ökoszisztémáknak vannak fordulópontjai. Ezeken a fordulópontokon már kisebb zavarok is a közösség összeomlásához vezethetnek. A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a mikrobák túlélése nagymértékben függ a kölcsönös függőségek hálózatától, amelyet a legkisebb változások is destabilizálhatnak.

A neves PNAS folyóiratban közzétett eredmények rávilágítanak a mikrobiális közösségek törékeny egyensúlyára. Ezek a közösségek hálózatként működnek, amelyben a különböző populációk az anyagcseretermékek cseréjén keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Az egyes populációk elvesztése az egész hálózatot fenyegetheti, és a diverzitás hirtelen csökkenéséhez vezethet. Az ilyen összeomlást billenőpontnak nevezzük, amely hasonló az elektromos hálózat áramszünetéhez.

Kihívások a laboratóriumban

A tanulmány egyik legfontosabb megállapítása a mikrobiális közösségek laboratóriumi tenyésztésének kihívása. Sok mikroorganizmus elpusztul a tenyésztési folyamat során, ami megakadályozza, hogy a laboratóriumi kísérletek során fontos tagokat és ezért szükséges metabolitokat rögzítsenek. Ez olyan zavart jelent, amely befolyásolja a mikrobák természetes kölcsönhatását. A laboratóriumon belüli, erőforrásokban gazdag kultúrákban a közösségek felbomlása is előfordulhat, ha kapcsolataik megszakadnak. Clegg és Gross arra figyelmeztet, hogy az ilyen rendszerek akkor sem regenerálódhatnak, ha minden szükséges erőforrás ismét rendelkezésre áll.

Ennek a kutatásnak óriási jelentősége van, különös tekintettel a mikrobák szerepére az emberi és a környezet egészségében. Még ha a laboratóriumi körülmények nem is tükrözik a természetes élőhelyeket, az eredmények elengedhetetlenek ahhoz, hogy megértsük a mikrobiális sokféleséget és annak az ökoszisztémákra gyakorolt ​​fontosságát.

A környezeti változások és következményeik

Ezzel a munkával párhuzamosan a jénai Friedrich Schiller Egyetem „Mikroverzum egyensúlya” kiválósági klaszterének kutatócsoportja azt vizsgálja, hogy a környezeti változások hogyan befolyásolják az emberek és a természet egészsége szempontjából döntő jelentőségű mikrobiális közösségeket. Az étkezési szokások változásai és az intenzív mezőgazdasági gyakorlatok nemcsak a bélflórát, hanem a szénciklust is megzavarhatják.

Tanulmányukban több mint 1500 különböző élőhelyről származó mikrobiális közösség DNS-szekvenciáját elemezték. A tudósok arra törekedtek, hogy tanulmányozzák e mikroorganizmusok robusztusságát vagy érzékenységét az említett változásokra. A tanulmány figyelemre méltó megállapítása, hogy a széles körben elterjedt baktériumfajok nagyobb genomokkal rendelkeznek. Ez megmagyarázhatja, hogy miért képesek túlélni különböző környezetben.

Ez a kutatás nemcsak innovatív, hanem a mai napig egyedülálló is. A baktérium- és gombafajokat most először vizsgálták együtt globális szinten, hogy meghatározzák alkalmazkodóképességüket. A különféle biomokból – többek között vízi, gazdaszervezeti és talajbiomokból származó szekvenciák – végzett elemzés új dimenziókat nyitott meg a mikrobiális közösségek dinamikájának megértésében.

Összefoglalva, mind Clegg és Gross tanulmányai, mind a Jénai Egyetem elemzései megerősítik a mikrobiális ökoszisztémák komplex kölcsönhatásainak további kutatásának szükségességét. Eredményeik jelentősen hozzájárulnak a mikrobák ökológiájának és evolúciójának megértéséhez, és hangsúlyozzák e sokféleség megőrzésének fontosságát a változó környezetben.

Clegg és Gross tanulmányával kapcsolatos további részletekért látogasson el ide UOL. A környezeti változások tanulmányozásával kapcsolatos további információk a weboldalon találhatók Jénai Egyetem valamint at MDR.