Mikrobi v fokusu: Kako okoljske spremembe ogrožajo raznolikost!

Mikrobi v fokusu: Kako okoljske spremembe ogrožajo raznolikost!

Nova študija Toma Clegga in Thila Grossa je preučila kompleksne mehanizme, ki oblikujejo mikrobno raznolikost. Raziskovalno delo na Inštitutu Helmholtz za funkcionalno morsko biotsko raznovrstnost na Univerzi v Oldenburgu kaže, da imajo mikrobni ekosistemi prelomne točke. Na teh prelomnih točkah lahko že majhne motnje povzročijo propad skupnosti. Znanstveniki sklepajo, da je preživetje mikrobov močno odvisno od mreže soodvisnosti, ki jo lahko destabilizirajo že najmanjše spremembe.

Rezultati, objavljeni v priznani reviji PNAS, poudarjajo krhko ravnovesje mikrobnih skupnosti. Te skupnosti delujejo kot mreža, v kateri so različne populacije povezane z izmenjavo presnovnih produktov. Izguba posameznih populacij lahko ogrozi celotno mrežo in povzroči nenaden upad raznolikosti. Tak kolaps imenujemo prelomna točka, primerljiva z izpadom električne energije v električnem omrežju.

Izzivi v laboratoriju

Ključna ugotovitev študije je izziv gojenja mikrobnih skupnosti v laboratoriju. Številni mikroorganizmi umrejo med procesom kultivacije, kar onemogoča, da bi pomembni člani in s tem potrebni metaboliti bili zabeleženi v laboratorijskih poskusih. To predstavlja motnjo, ki vpliva na naravno interakcijo mikrobov. V kulturah znotraj laboratorija, bogatih z viri, lahko pride tudi do razpada skupnosti, ko so moteni njihovi medsebojni odnosi. Clegg in Gross opozarjata, da se takšni sistemi morda ne bodo obnovili, tudi če so vsi potrebni viri znova na voljo.

Posledice te raziskave so ogromne, zlasti glede na vlogo, ki jo imajo mikrobi pri zdravju ljudi in okolja. Tudi če laboratorijski pogoji ne odražajo naravnih habitatov, so ugotovitve bistvenega pomena za naše razumevanje mikrobne raznolikosti in njenega pomena za ekosisteme.

Okoljske spremembe in njihove posledice

Vzporedno s tem delom raziskovalna skupina grozda odličnosti »Balance of the Microverse« na univerzi Friedrich Schiller Jena raziskuje, kako okoljske spremembe vplivajo na mikrobne skupnosti, ki so ključne za zdravje ljudi in narave. Spremembe prehranjevalnih navad in intenzivne kmetijske prakse lahko motijo ​​ne le črevesno floro, temveč tudi ogljikov cikel.

Njihova študija je analizirala zaporedja DNK iz več kot 1500 mikrobnih skupnosti iz različnih habitatov. Znanstveniki so želeli preučiti robustnost oziroma občutljivost teh mikroorganizmov na omenjene spremembe. Pomembna ugotovitev študije je, da imajo bakterijske vrste, ki so razširjene, večje genome. To bi lahko pojasnilo, zakaj lahko preživijo v različnih okoljih.

Ta raziskava ni le inovativna, ampak tudi edinstvena doslej. Prvič so bile bakterijske in glivične vrste pregledane skupaj v svetovnem merilu, da bi ugotovili njihovo prilagodljivost. Analiza iz različnih biomov - zaporedja med drugim prihajajo iz vodnih, gostiteljskih in talnih biomov - je odprla nove razsežnosti za razumevanje dinamike mikrobnih skupnosti.

Skratka, študije Clegga in Grossa ter analize Univerze v Jeni krepijo potrebo po nadaljnjem raziskovanju kompleksnih interakcij v mikrobnih ekosistemih. Njihove ugotovitve pomembno prispevajo k razumevanju ekologije in evolucije mikrobov ter poudarjajo pomen ohranjanja te raznolikosti v spreminjajočem se okolju.

Za več podrobnosti o študiji Clegga in Grossa obiščite UOL. Dodatne informacije o preučevanju okoljskih sprememb najdete na spletni strani Univerza v Jeni kot tudi pri MDR.