Mikrobi fokusā: kā vides izmaiņas apdraud daudzveidību!

Mikrobi fokusā: kā vides izmaiņas apdraud daudzveidību!

Jaunā Tom Clegg un Thilo Gross pētījumā ir pētīti sarežģītie mehānismi, kas veido mikrobu daudzveidību. Pētniecības darbs Helmholca Funkcionālās jūras bioloģiskās daudzveidības institūtā Oldenburgas Universitātē liecina, ka mikrobu ekosistēmām ir lūzuma punkti. Šajos lūzuma punktos pat nelieli traucējumi var izraisīt kopienas sabrukumu. Zinātnieki secina, ka mikrobu izdzīvošana lielā mērā ir atkarīga no savstarpējo atkarību tīkla, ko var destabilizēt vismazākās izmaiņas.

Rezultāti, kas publicēti slavenajā žurnālā PNAS, izceļ mikrobu kopienu trauslo līdzsvaru. Šīs kopienas darbojas kā tīkls, kurā dažādas populācijas ir savienotas, apmainoties ar vielmaiņas produktiem. Atsevišķu populāciju zudums var apdraudēt visu tīklu un izraisīt strauju daudzveidības samazināšanos. Šādu sabrukumu sauc par lūzuma punktu, kas ir salīdzināms ar strāvas padeves pārtraukumu.

Izaicinājumi laboratorijā

Galvenais pētījuma atklājums ir izaicinājums kultivēt mikrobu kopienas laboratorijā. Daudzi mikroorganismi iet bojā kultivēšanas procesā, kas neļauj laboratorijas eksperimentos reģistrēt svarīgus dalībniekus un līdz ar to arī nepieciešamos metabolītus. Tas ir traucējumi, kas ietekmē mikrobu dabisko mijiedarbību. Laboratorijas iekšienē, resursiem bagātās kultūrās, kopienas sabrukums var notikt arī tad, ja tiek izjauktas to savstarpējās attiecības. Clegg un Gross brīdina, ka šādas sistēmas var neatjaunoties pat tad, ja atkal būs pieejami visi nepieciešamie resursi.

Šī pētījuma ietekme ir milzīga, jo īpaši ņemot vērā mikrobu lomu cilvēku un vides veselībā. Pat ja laboratorijas apstākļi neatspoguļo dabiskos biotopus, atklājumi ir būtiski, lai mēs izprastu mikrobu daudzveidību un tās nozīmi ekosistēmās.

Vides izmaiņas un to sekas

Paralēli šim darbam pētnieku grupa no Jēnas Frīdriha Šillera universitātes izcilības klastera “Mikroversuma līdzsvars” pēta, kā vides izmaiņas ietekmē mikrobu kopienas, kas ir ļoti svarīgas cilvēku un dabas veselībai. Izmaiņas ēšanas paradumos un intensīva lauksaimniecības prakse var izjaukt ne tikai zarnu floru, bet arī oglekļa ciklu.

Viņu pētījumā tika analizētas DNS sekvences no vairāk nekā 1500 mikrobu kopienām no dažādiem biotopiem. Zinātnieku mērķis bija izpētīt šo mikroorganismu robustumu vai jutību pret minētajām izmaiņām. Ievērojams pētījuma atklājums ir tāds, ka plaši izplatītajām baktēriju sugām ir lielāki genomi. Tas varētu izskaidrot, kāpēc viņi spēj izdzīvot dažādās vidēs.

Šis pētījums ir ne tikai novatorisks, bet arī unikāls līdz šim. Pirmo reizi baktēriju un sēnīšu sugas kopā tika pārbaudītas globālā mērogā, lai noteiktu to pielāgošanās spēju. Analīze no dažādiem biomiem - sekvences nāk no ūdens, saimniekorganisma un augsnes biomiem, cita starpā - ir pavērusi jaunas dimensijas, lai izprastu mikrobu kopienu dinamiku.

Noslēgumā jāsaka, ka gan Clegg un Gross pētījumi, gan Jēnas universitātes analīzes pastiprina nepieciešamību turpināt pētīt sarežģītās mijiedarbības mikrobu ekosistēmās. Viņu atklājumi ievērojami veicina izpratni par mikrobu ekoloģiju un evolūciju un uzsver, cik svarīgi ir saglabāt šo daudzveidību mainīgajā vidē.

Lai iegūtu papildinformāciju par Klega un Grosa pētījumu, lūdzu, apmeklējiet vietni UOL. Papildu informācija par vides pārmaiņu izpēti atrodama mājaslapā Jēnas Universitāte kā arī plkst MDR.