|
Обнаружили новые микробы в глубоких слоях Земли
|
|
|
|
Ученые обнаружили новый тип микробов в Критической зоне Земли, области глубокого залегания почвы, которая восстанавливает качество воды. Грунтовые воды, которые становятся питьевой водой, проходят через места обитания этих микробов, и они поглощают оставшиеся загрязняющие вещества. Статья "Диверсификация, нишевая адаптация и эволюция типа-кандидата, процветающего в глубокой критической зоне", опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
|
|
|
|
Леонардо да Винчи однажды сказал: "Мы знаем больше о движении небесных тел, чем о почве под ногами". Джеймс Тидже, эксперт по микробиологии из Мичиганского государственного университета, согласен с да Винчи. Но он стремится изменить это с помощью своей работы над Критической зоной, частью динамичной "живой оболочки" Земли.
|
|
|
|
"Критическая зона простирается от верхушек деревьев вниз по почве на глубину до 700 футов", - сказал Тидже. "Эта зона поддерживает большую часть жизни на планете, поскольку она регулирует такие важные процессы, как почвообразование, круговорот воды и питательных веществ, которые жизненно важны для производства продуктов питания, качества воды и здоровья экосистемы. Несмотря на свою важность, глубокая критическая зона является новым рубежом, поскольку это большая часть Земли, которая относительно не изучена".
|
|
|
|
|
|
|
Что исследователи обнаружили в глубоких слоях Критической зоны
|
|
|
|
Тидже, заслуженный профессор факультета микробиологии, генетики и иммунологии МГУ и кафедры наук о растениях, почвах и микробиологии, открыл в этом огромном, неисследованном мире микроорганизмов совершенно другой тип, или первичную категорию, микробов под названием CSP1-3.
|
|
|
|
Этот новый тип был обнаружен в образцах почвы как в Айове, так и в Китае на глубине до 70 футов. Почему именно в Айове и Китае? По словам Тидже, поскольку эти два района имеют очень глубокие и схожие почвы, исследователи хотели узнать, распространены ли они более широко, а не только в одном районе.
|
|
|
|
Команда Тидже извлекла ДНК из этих глубоких почв и обнаружила, что предки CSP1-3 жили в воде — горячих источниках и пресной воде — много миллионов лет назад. В ходе своей эволюционной истории они претерпели, по крайней мере, одну существенную смену среды обитания, чтобы заселить почву — сначала верхний слой почвы, а затем и глубокие слои почвы.
|
|
|
|
Тидже также обнаружил, что микробы были активны. "Большинство людей подумали бы, что эти организмы представляют собой нечто вроде спор или находятся в состоянии покоя", - сказал он. "Но одно из наших ключевых открытий, которое мы сделали, изучив их ДНК, заключается в том, что эти микробы активны и медленно растут".
|
|
|
|
Тидже также был удивлен, обнаружив, что эти микробы не были редкими членами сообщества, а были доминирующими; в некоторых случаях они составляли 50% или более сообщества, чего никогда не бывает в поверхностных почвах.
|
|
|
|
"Я полагаю, это произошло потому, что глубоко залегающая почва представляет собой совершенно иную среду обитания, и эта группа организмов эволюционировала в течение длительного периода времени, чтобы приспособиться к этой бедной почвенной среде", - добавил Тидже.
|
|
Как микробы очищают воду
|
|
|
|
Почва является крупнейшим фильтром для воды на нашей планете. Когда вода проходит через почву, она очищается с помощью физических, химических и биологических процессов. Поверхность почвы, где находится большинство корней растений, часто представляет собой очень небольшой участок почвы, через который быстро проходит дождевая вода. Но глубоко залегающая почва имеет гораздо больший объем. Вот тут-то и выручает CSP1-3. Они питаются углеродом и азотом, которые вымываются из верхнего слоя почвы для завершения процесса очистки.
|
|
|
|
"CSP1-3 - это мусорщики, которые убирают то, что проникло через поверхностный слой почвы", - сказал Тидже. "У них есть работа, которую они должны выполнять".
|
|
Что дальше?
|
|
|
|
Следующим шагом, по словам Тидже, будет культивирование некоторых из этих микробов в лаборатории, и если они вырастут, мы сможем узнать больше об их уникальной физиологии, которая позволяет им так успешно развиваться в условиях глубокой почвы. Это непросто. Большая часть микробного мира не культивируется, потому что очень трудно воспроизвести условия, в которых они живут и растут.
|
|
|
|
Например, поскольку предки CSP1-3 жили в горячих источниках, лаборатория Тидже пытается выращивать их при высоких температурах в качестве одного из примеров тестирования новых условий выращивания, основанных на информации из их геномов.
|
|
|
|
Но если кто-то и может это сделать, то это Тидже, поскольку он также открыл микробы, способные дехлорировать хлорсодержащие соединения.
|
|
|
|
"Физиология CSP1-3, обусловленная их биохимией, отличается, поэтому могут быть какие-то интересные гены, которые могут быть полезны для других целей", - сказал он. - Например, мы не знаем их способности усваивать сложные загрязняющие вещества, и если бы мы могли это выяснить, то смогли бы помочь решить одну из самых насущных проблем Земли".
|
|
|
|
Источник
|
