Noben mikrobiom ni otok, razkrivajo raziskave havajske doline brez primere

Dolina Waimea na Havajih vključuje najrazličnejše habitate mikrobov in njihovih rastlinskih in živalskih gostiteljev.

WAIMEA VALLEY Botanični vrtovi

Noben mikrobiom ni otok, razkrivajo raziskave havajske doline brez primere

Avtor Elizabeth PennisiAug. 28., 2019, 13:55

LOUISVILLE, KENTUCKY Tudi notranji svet mikrobov, od katerih so odvisne skoraj vse rastline in živali, je del večjega ekosistema, kažejo ugotovitve iz havajske doline. Raziskovalci so nagnjeni k preučevanju takšnih mikrobnih združb, ki so jih našli v živalskih črevesju in v dušikovih fiksirnih vozliščih na koreninah stročnic, na primer v izolaciji. Toda z vzorčenjem in analizo bakterij po dolini Oahu s Waimea, je skupina ugotovila, da je vsak organizem mikrobiom podmnožica tistega, kar obstaja v širšem okolju in v organizmih, ki so nižji na spletu hrane. Pravo presenečenje je bilo to, v kolikšni meri se mikrobi širijo po gostiteljih in habitatih, je dejal mikrobni ekolog Anthony Amend, eden od približno dveh ducatov raziskovalcev Univerze na Havajih (UH) v Honolulu, ki je izvedel raziskavo. Našli smo senčila.

Namesto posameznih mikrobiomov si zamislite en sam ekosistemski mikrobiom, pravi Amend, ki je tukaj predstavil svoje ugotovitve na letnem srečanju Ekološkega združenja Amerike v tem mesecu. Delo ima možnost, da nam predstavi celotno sliko, kako se mikrobi gibljejo znotraj in čez okolja, dodaja Kabir Gabriel Peay, ekolog na univerzi Stanford v Palo Altu v Kaliforniji, ki je slišal predstavitev sestanka. Ta pristop je resnično kritičen, če želimo res vedeti, kako se mikrobiomi sestavijo.

UH s Margaret McFall Ngai, katere študije bioluminescentnih mikrobov pri lignjah v zadnjih nekaj desetletjih so razkrile, kako intimne so povezave med mikrobi in njihovimi gostitelji, mislijo, da bi lahko havajski otoki za mikrobe naredili za mikrobe tisto, kar imajo za drugo rastlinstvo in živalstvo : zagotoviti laboratorij za preskušanje ključnih ekoloških načel. In ugotovila je, da imajo novo najeti raziskovalci UH mikrobiomov vrsto strokovnega znanja, potrebnega za delo. Njeni sodelavci so se na idejo hitro prodali in dolino Waimea so opredelili kot obetavno okolje. Potok, dolg le 12 kilometrov, obsega široko paleto habitatov, od suhe plaže do tropskega deževnega gozda.

Študenti in fakultete so se razveseljevali po dolini, da bi zbirali mikrobe, vzorčne rastline, živali, tla, kamnine, potoke in celo ocean, saj so potapljači mikrobe pregledali v koralnih grebenih v bazi doline. Analizirali so vso DNK v svojih vzorcih in primerjali te sekvence z bazami podatkov o znanih organizmih. "Mislim, da mislim na koga drugega, ki si je prizadeval [široko krtačo", "pravi Stephanie Kivlin, ekologinja za mikrobe in ekosisteme z univerze v Tennesseeju v Knoxvillu. Nikoli si nismo mislili pogledati, kako [mikrobi v] bližnjih živalih lahko vplivajo na rastline, doda. Kaj so ugotovili, da obstaja ta res lep vzorec.

Podatki so razkrili ugnezdene mikrobiome, podobne ruskim lutkam. Vzorci zemlje in prostoživečih vzorcev so vsebovali najširši spekter mikrobov. Primarni pridelovalci rastlin in alg so imeli naslednji največji obseg, čeprav le podvrsta raznolikosti, ki jo opazimo v dolinskem okolju. Jedi rastlin in alg so imeli podskupino te podskupine, mesojede pa so imele najmanj raznolike mikrobiome od vseh. Amend in njegovi sodelavci so sklenili, da mikrobi v pokrajini postavljajo poglede za tiste, ki jih najdemo znotraj gostiteljev. In nekako mesto vsakega organizma na spletu s hrano pomaga določiti, katere mikrobe pridobi.

Med raziskavo so raziskovalci ujeli ptice, vzorčili njihove mikrobiome in jih izpustili.

UH fundacija

Številni raziskovalci so domnevali, da je mikrobiom organizma nekako semenjen iz okolja, le malo pa jih je poglobilo v posebnosti. Ta študija je "dokaz, kako povezan je naš svet, vse do mikrobiološke ravni, " pravi Colin Averill, mikrobni ekolog iz švicarskega ETH v Zürichu, ki preučuje, kako talni mikrobi vplivajo na drevesa nad njimi. Raziskava Waimea "pomeni, da moram uporabiti še širši pristop, " pravi.

Delo je razkrilo tudi, da so nekateri mikrobi presenetljivo razširjeni. Številne tako imenovane morske glive so bile pogoste v potoku in celo na kopnem, je poročal Amend. To je Peay presenetljivo. "To kaže, da imajo morda veliko bolj zapletene življenjske cikle ali naravne zgodovine, kot smo si prej predstavljali."

Amend in njegovi sodelavci zdaj upajo, da bodo spremljali ekosistemski mikrobiološki promet v akciji. V laboratorij jemljejo sadike jagod in v kletkah, laboratorijsko gojene sadje, ki ne vsebujejo mikrobov, letijo v različne kraje v dolini in upajo, kako pridobivajo mikrobiome iz okolja in kako njihovi novi gostji mikrobov vplivajo na njihovo zdravje in reproduktivno kondicijo. "To bi se lahko izplačalo, " pravi Peay. "Razumevanje, kako rastline in živali pridobivajo mikrobiome, lahko izboljša prizadevanja za obnovo ekosistemov, izboljšanje trajnosti kmetijstva in obvladovanje bolezni."