Ученые проанализировали ДНК более чем 1200 бактерий и архей, обитающих в почве, и 236 образцов почв. Они обнаружили, что 90% микробов либо могли жить в любых условиях (универсальные), либо были адаптированы только к определенным (специализированные). Специализированные оказались более эффективны, чем универсальные, но и вымирают они легче. Работа поможет ученым лучше понять, как защитить микробные сообщества. Исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.
Ученые постоянно исследуют, как те или иные организмы поведут себя в стрессовых ситуациях и изменяющихся условиях среды. Это связано с тем, что существует опасность глобальных изменений в климате и окружающей среде. Многие животные лишаются своего места обитания из-за действий человека. Исследователи делят организмы на универсальные и специализированные. Универсальные виды могут жить в самых разных средах обитания и иметь разнообразную диету. Например, еноты всеядны и могут жить в широком диапазоне условий. Поэтому они относятся к универсальным видам. Специализированные, наоборот, адаптированы к определенным условиям и конкретному рациону. К ним относятся, например, коалы, потому что они питаются только листьями эвкалипта и им нужен теплый климат. Если эвкалипт исчезнет, коалы не смогут выжить. Существует также промежуточная категория. Такие организмы питаются по-разному зимой и летом. Однако если с животными деление на специалистов и универсалов понятно, то с микробами все сложнее.
Группа ученых исследовала ДНК более чем 1200 прокариотов, примитивных одноклеточных организмов без ядра и других органелл. К ним относятся все бактерии и археи. «Идея проекта заключалась в том, чтобы выяснить, могут ли эти микробы существовать в узком или широком диапазоне условий по многим различным аспектам окружающей среды. В частности, мы хотели знать, являются ли микробы, как правило, многопрофильными специалистами, универсалами или используют разные стратегии в разных экологических измерениях — и какое влияние это может оказать на их роли в сообществах», — рассказали авторы работы. Ученые изменяли условия окружающей среды в почве, температуру, воду и питательные вещества. Они проанализировали 236 образцов почвы и обнаружили, что 90% микробов были либо универсальными, либо специализированными по многим факторам. Причем первые доминировали, их было в 73 раза больше. Если микроб был универсальным по одному фактору, то он был универсальным и по всем другим. Аналогично и со специализированными.
Таким образом, возможности существования микробов могут быть сильно ограничены. Если экосистема состоит только из специализированных микробов, при изменении условий окружающей среды она может не выжить. Авторы также обнаружили, что именно такие микробы обладают высокой функциональностью, так как имеют примерно на 220% больше связей в сетях микробиома. Скорее всего, они могут стимулировать рост растений, выводить токсины из почвы, разлагать сложные углеводороды и приносить питательные вещества в почву.
Это открытие дополняет все имеющиеся данные о структуре микробных сообществ и дает представление о том, смогут ли выжить микробы в меняющимся климате и какие биологические функции они играют.
Автор: Дарья Моисеенкова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
