Исследователи изо всех сил пытались понять то, что определяет распределение микробных разновидностей через пространство и время – усилию сильно препятствуют чистое количество микробных разновидностей и сложность их сообществ. Даже аналогичные среды, такие как отличные океанские бассейны в подобных широтах, могут питать совсем другие микробные разновидности.
В новом исследовании, изданном в Науке, исследователи UBC Стилиэнос Лука, Лора Парфри и Майкл Доебели, придирчиво классифицировали более чем 30 000 различных микробных разновидностей, найденных через океаны Земли.Но вместо разновидностей, они классифицировали микробы ‘функциональными группами’, такими как phototroph (организмы, которые используют свет для энергии), или окислитель сульфида (организмы, которые едят очень токсичный сульфид).«Это действительно позволило нам принести заказ к микробному хаосу океана», говорит Лука. «Функция морских микробных сообществ, кажется, тесно связана с их средой».Подход позволил Louca и его коллегам предсказать распределение микробных функциональных групп на основе горстки физических и химических переменных, таких как океанская глубина и температура.
Еще более удивительно они нашли, что состав разновидностей в отдельных функциональных группах в основном непредсказуем.Микроорганизмы – самая древняя, разнообразная и богатая форма жизни на Земле. Хотя невидимый для невооруженного глаза, эти микроорганизмы формируют энергичное основание всей пищевой сети в мировых океанах. Посредством их биохимической деятельности микроорганизмы стимулируют большинство элементных циклов и производство мощных парниковых газов, таких как закись азота и метан, таким образом затрагивая океанскую химию и климат.
Несмотря на огромное микробное разнообразие, большую часть микробных биохимических функций в глобальном океане ведет небольшое количество метаболических путей, которые закодированы всего несколькими генами. Эти гены найдены в многократных альтернативных микробных разновидностях, которые могут заменить друг другом, выполняя те же самые функции.
Затем, Лука и его коллеги хотят узнать то, что стимулирует озадачивающее изменение разновидностей, выполняющих ту же самую функцию, и имеет ли это значение вообще для биохимии нашего океана. Лука подозревает, что взаимодействия между организмами, которые непосредственно не связаны с метаболической функцией, такой как заражение вирусами или ‘химической войной’ между микробами, могут вызывать это изменение разновидностей, которые не могут быть объяснены на основе условий окружающей среды.
Новые методы, развитые Лукой и его коллегами, позволят ученым во всем мире лучше понимать процессы, которые формируют микробные сообщества, которые формируют основание жизни на Земле.