Surfující bakterie odhalují nové poznatky o zdraví oceánu

Týden Živě 416 - Nové procesory, surfující roboti (Červen 2019).

Anonim

Australští vědci poprvé zaznamenali více než 175 000 drobných mikrobů, kteří v našich mořských vodách žijí poprvé, a poskytují tak bezprecedentní základnu, na níž lze měřit účinky změny klimatu a lidské činnosti.

Soubor s mikrobem

  • Mikroby byly prvním životem na zemi a tvořily se před téměř 3 miliardami lety
  • Zahrnují až 98% biomasy oceánu
  • Produkují 50 procent světového kyslíku
  • Mikrobi vytvářejí mraky vytvářením plynů, které interagují s atmosférou
  • Zachytávají uhlík potopením na oceánskou podlahu a zachycují uhlík v sedimentu

Neviditelná pouhým okem, mikróby představují téměř 98% biomasy oceánu a jsou odpovědné za udržení mořského ekosystému zdravého.

Článek nedávno publikovaný ve Vědeckých datech vedený Dr. Markem Brownem z University of Newcastle a Dr. Martin Ostrowski z University of Newcastle odhaluje obrovskou rozmanitost mikrobů a poskytuje nové poznatky o jejich environmentálním chování.

Bezkonkurenční datová sada je výsledkem probíhající společné iniciativy zahrnující 18 australských univerzit, agentur Commonwealthu a výzkumných ústavů, které zaznamenaly více než 175 000 unikátních druhů mikrobů na sedmi místech kolem pobřeží Austrálie a do jižního oceánu.

Co jsou to mikroby?

Měření méně než 5 mikronů, které je menší než exkrementy z pudru, se v každém litru mořské vody vyskytují miliony těchto drobných organismů a zahrnují formy buněčného života, jako je fytoplankton (řasy) a bakterie.

Dr. Brown řekl, že mikroby v oceánu jsou možná nejdůležitější organismy pro udržení našeho světa jako zdravé a obyvatelné planety. "Stejně jako vazby mezi lidským zdravím a lidským mikrobiologem je zdraví oceánů převážně řízeno jeho mikrobiálními obyvateli. Vytváření základů celého ekosystému poskytuje mikrobi potravu pro veškerý další mořský život a produkuje polovinu kyslíku, který dýcháme.

"V tomto ohledu fungují podobně jako orgány v lidském těle. Některé mikroby působí jako oceánské plíce, které jsou zodpovědné za shromažďování a distribuci kyslíku na planetu, zatímco jiné působí jako střeva nebo játra k detoxikaci nečistot uvnitř vody a řídit tok živin. "

Potápění pod povrchem

Vědci vyvinuli projekt v roce 2012, aby řešili nedostatek údajů o námořních mikrobiálních společnostech a jejich změnách v průběhu času.

"Byli jsme extrémně znepokojeni tím, že neexistuje žádná základní linie, která by porovnávala mikrobiální aktivitu. Před tímto projektem nebyly žádné informace, které by upřesňovaly, jaké mikroby jsou v Austrálii, což ztěžovalo vědět, jak se mohou změnit v ročních obdobích nebo letech" Řekl Brown.

Využívají metody filtrace podobné těm, které se používají k čištění pitné vody. Vědci shromažďují vzorky mikrobů každý měsíc ve více hloubkách, od povrchové vody až po 100 metrů.

"Různé druhy žijí v různých částech oceánu a vyvíjely se tak, aby obsadily všechny myslitelné výklenky. Různé druhy se mohou nacházet na hlubokomořských hydrotermálních průduchů, v sedimentech, v různých hloubkách av teplé nebo studené vodě, " říká Dr. řekl.

Materiál extrahovaný z filtrů byl potom geneticky sekvenován s využitím technologie dostupné pouze v posledních několika letech, která poskytla snímek DNA plánu mikrobiálních obyvatel v rámci každé vzorky. Tvorba obrovské genetické databáze, tato první datová zpráva sleduje více než 200 milionů záznamů více než 175 000 unikátních druhů mikroorganizmů.

Ukazatele přírody

Chovat jako oceánské sentinely změny, mikroby rychle reagují na své prostředí a mírná změna podmínek může dramaticky přetvořit strukturu komunity.

"Zjištěné organismy jsou rozšířené a jejich přítomnost a hojnost je úzce spojena s jejich prostředím. Zjistili jsme, že mikrobiální komplexy vykazují sezónní cykly, které se mění s vývojem léta, podzimu, zimy a jara, opět se vracejí do původní sestavy v létě, "Vysvětlil Dr. Brown.

"Nyní jsme nastavili základní linie pro sezónní cykly, podle kterých můžeme identifikovat dopad změny klimatu, " dodal.

Spoluautor Dr. Martin Ostrowski z univerzity Macquarie uvedl, že projektový tým nyní vytváří modely, které předpovídají, kde budou organismy žít v budoucnu, a jaké funkce budou provádět.

"Nyní můžeme použít základní údaje, které jsme shromáždili, abychom vytvořili modely, které nám říkají, jak mikrobi reagují na různé environmentální podmínky a jak očekáváme, že se budou měnit s ohledem na budoucí klimatické projekce.

"Primární produkce a využití uhlíku mořskými mikroby určuje, kolik potravin je dodáváno do zbytku potravinového řetězce, takže naše prognózy budou neuvěřitelně relevantní pro vědce, ale také pro průmysl, jako je rybolov a cestovní ruch."

Chodit s tokem

Projekt byl financován Australskou výzkumnou radou (ARC), Společenskou vědeckou a průmyslovou výzkumnou organizací (CSIRO), Národní strategií pro spolupráci v oblasti výzkumné infrastruktury (NCRIS) prostřednictvím Bioplatforms Australia (Bioplatforms) a integrovaného systému pozorování moří (IMOS).

Měsíční vzorky byly odebrány ze sedmi námořních národních referenčních stanic provozovaných IMOS, včetně přístavu Darwin, Yongala vraku uvnitř Great Lagoon bariérového útesu, North Stradbroke Island mimo Brisbane, Port Hacking mimo Sydney, ostrov Maria mimo Tasmánie, ostrov Kangaroo z Adelaide a Rottnest Ostrov u Perthu.

Projekt bude pokračovat ve spolupráci s IMOS a Bioplatforms Australia další tři roky.

Starší autor Dr. Lev Bodrossy z organizace CSIRO Oceans and Atmosphere řekl, že projekt bude i nadále poskytovat nové poznatky, které přispějí k oblasti mořské vědy v Austrálii i mimo ni.

"Hodnota pozorovací sítě se s časem exponenciálně zvyšuje, takže je nyní zásadní, abychom udrželi vzorek a rozšířili naše pozorování do budoucnosti." Údaje o sekvenci DNA jsou k dispozici veřejnosti a lze je zpřístupnit prostřednictvím webových stránek společnosti Bioplatforms Australia.

menu
menu