Naukowcy zaskoczeni ogromną bioróżnorodnością mikrobów zamieszkujących rafy koralowe

Jak donoszą naukowcy na łamach czasopisma naukowego „Nature Communications” ryby i rafy koralowe Oceanu Spokojnego mogą być siedliskiem dla prawie 3 milionów gatunków bakterii.

.Najnowsze badania dotyczące bioróżnorodności mikrobów ujawniają, iż naukowcy do tej pory znacznie nie doceniali mikrobiomu Ziemi, stwierdził mikrobiolog Pierre Galand z Sorbony w Paryżu na konferencji prasowej 31 maja. Nowa liczba bakterii żyjących w samych rafach koralowych Oceanu Spokojnego mieści się w aktualnych szacunkach dotyczących całkowitej różnorodności drobnoustrojów na Ziemi, co sugeruje, że na planecie żyje wykładniczo więcej bakterii niż wcześniej sądzono, podaje portal Science News.

Rafy koralowe – dom milionów bakterii

.Rafy koralowe są jednymi z najbardziej zróżnicowanych ekosystemów na Ziemi, a drobnoustroje mają kluczowe znaczenie dla utrzymania zdrowia żyjących tam urzekających stworzeń. Bakterie mogą pomóc koralowcom uzyskać składniki odżywcze potrzebne do przetrwania lub chronić je przed chorobami. Dawka probiotyków może zapewnić ochronę przed śmiertelnym stresem cieplnym. Jednak bioróżnorodność tych zamieszkujących rafy mikrobów jest niejasna. Większość badań dotyczy gatunków zwierząt na niewielkim obszarze lub skupia się tylko na jednym gatunku. A globalne badania są trudne do przeprowadzenia.

Ekspedycja Pacyficzna Tara

.Podczas Ekspedycji Pacyficznej Tara, trwającej w latach 2016-2018, Galand i współpracownicy odwiedzili 99 raf koralowych. W każdym miejscu zebrali próbki planktonu, trzech gatunków koralowców i dwóch gatunków ryb, gromadząc w sumie 5392 próbki. Następnie zespół sklasyfikował, ile odmian bakterii można znaleźć w każdej próbce, w oparciu o różnice genetyczne między mikrobami.

Ile jest gatunków bakterii?

.„Słowo gatunek tak naprawdę nie działa dobrze w przypadku drobnoustrojów” – powiedziała Jennifer Biddle, ekolog mikrobiologiczny z University of Delaware w Lewes, która nie była zaangażowana w badania. Jak twierdzi w przypadku bakterii trudno jest porównać cechy fizyczne, takie jak kształt lub kolor, aby można było skutecznie rozdzielić tak małe i trudne do zauważenia organizmy na odrębne gatunki.

Niemniej dzięki analizie genetycznej naukowcom udało się zidentyfikować ponad 540 000 odmian bakterii żyjących na trzech typach organizmów. Sama ta liczba – z wyszczególnieniem części fauny rafy Pacyfiku – stanowi do około 20 procent szacunków wszystkich bakterii żyjących na Ziemi, które wahają się od 2,72 miliona do 5,44 miliona. Zespół obliczył, biorąc pod uwagę gatunki ryb i koralowców żyjących na zachodnim i rzadkim Pacyfiku, że rafy koralowe z samego oceanu mogą być siedliskiem co mniej 2,8 miliona gatunków bakterii.

Bakterie ubezpieczeniem ekologicznym raf koralowych

.Taka różnorodność może być rodzajem „ubezpieczenia ekologicznego” dla raf, powiedział Galand. Na przykład. wiele rodzajów bakterii może pomóc polipom koralowców w ten sam sposób, na przykład upewniając się, że stworzenia budujące koralowce otrzymują kluczowy składnik odżywczy. Przy tak dużej różnorodności niektóre bakterie mogą z łatwością zastąpić inne, które mają kłopoty, gdy coś takiego jak wysokie temperatury powodują spadek liczby bakterii,

Szacunki mogą nadal zaniżać różnorodność drobnoustrojów w rafach Pacyfiku, mówi Biddle. Trudno policzyć coś, co jest niewidoczne gołym okiem, a narzędzia molekularne do oglądania materiału genetycznego często wykluczają organizmy, których naukowcy nie są świadomi. „Za pomocą metod, których używamy, zawsze zaniżamy liczbę drobnoustrojów”.

DNA – nośnik pamięci przyszłości?

.O tym, iż w przyszłości DNA będzie mogło służyć jako potencjalne medium przechowywania danych, na łamach „Wszystko Co Najważniejsze” pisze prof. Aleksandra OBRĘPALSKA-STĘPLOWSKA i prof. Maciej J. OGORZAŁEK w tekście „Pamięć zapisana w DNA. Na styku biotechnologii i informatyki„.

„Przechowywanie tak dużej ilości danych, możliwość ich kopiowania, przekazywania oraz skuteczne mechanizmy kontroli ich poprawności i korekty błędów – to naturalne cechy kwasu dezoksyrybonukleinowego, DNA. Gdy dodamy do tego, że DNA można wyizolować i poznać jego sekwencję (czyli zakodowaną w nim informację), nawet jeśli pochodzi z dobrze zakonserwowanych skamielin sprzed tysięcy lat, to mamy nośnik idealny. I DNA jest idealnym nośnikiem danych biologicznych, czego dowodem są wszystkie organizmy żywe na świecie. Nic więc zatem dziwnego, że coraz częściej upatruje się w DNA alternatywnego nośnika danych cyfrowych”.

.”Wychodząc naprzeciw współczesnym wyzwaniom, zaczęto poszukiwać nowych rozwiązań dla pamięci o dużej gęstości, długim czasie przechowywania i niskiej cenie. Właściwości DNA, jego gęstość fizyczna i duża trwałość w znacznym stopniu spełniają wymagania dotyczące długoterminowego przechowywania dużych zbiorów danych. Prowadzone dotąd analizy ogromnych ilości danych dotyczących DNA oraz funkcjonalnych właściwości związanych z sekwencjonowaniem prowadzą nie tylko do zrozumienia mechanizmów przechowywania informacji w strukturach tego typu i ich powiązania z działaniem organizmów żywych. Badania te zwróciły też uwagę na całkiem nowe możliwości oraz doprowadziły do sformułowania nowych hipotez i problemów badawczych, w szczególności w dziedzinie informatyki. Pokazanie możliwości edycji genomów z wykorzystaniem technologii CRISPR-Cas(Nagroda Nobla dla J. Doudna i E. Charpentier) uruchomiło intensywne badania w dziedzinie biologii molekularnej, Natychmiast pojawiły się również hipotezy dotyczące możliwości zapisudowolnych danych cyfrowych w oparciu o sekwencje DNA” – pisze prof. Aleksandra OBRĘPALSKA-STĘPLOWSKA i prof. Maciej J. OGORZAŁEK.