Вы когда-нибудь думали, что наша жизнь зависит от океана? И в первую очередь это зависит от деятельности огромного разнообразия морских микробов – бактерий, архей и вирусов. Живя в совершенно разных условиях, на поверхности, в толще воды и особеннов придонных областях даже самых труднодоступных впадин – они одни из значимых двигателей биогеохимических циклов планеты. А ещё они кормят морских обитателей и помогают регулировать климат. Сегодня, когда мы живем в момент серьезного технологического рывка, только начинается понимание их колоссальную роль в общем развитии. И что говорить – мы хотим это использовать в собственных нуждах.
Золотой век открытий
Последние два десятилетия стали для морской микробиологии настоящей революцией. Высокопроизводительное секвенирование ДНК, автономные лаборатории и мощная биоинформатика позволили заглянуть в те уголки микробного мира, о которых раньше нельзя было и мечтать.
В мировом океане ученые обнаружили миллионы новых генов. Это микробное сообщество раскрывает невероятный метаболический потенциал океана. Были открыты малочисленные микробные виды, которые выполняют экологические функции. Формируются новые ветви на филогенетическом древе жизни микробов и начинаем понимать сложную паутину взаимодействий между микробами и их средой.
«Филогенетическое древо микробов — это графическое представление эволюционных взаимосвязей между различными группами микроорганизмов, показывающее их родство и происхождение от общего предка. Оно строится на основе анализа генетических данных, таких как последовательности 16S-рРНК, и помогает понять эволюционную историю бактерий, архей и вирусов.»
Журналы-проводники в мир морских микробов
Чтобы обмениваться знаниями и открытиями, научному сообществу нужны специализированные площадки. Недавно был запущен новый журнал «Ocean Microbiology», который посвящен исключительно морским и водным микроорганизмам. Но он не одинок в этой области. Исследования в этой сфере также публикуются в таких изданиях, как:
«Marine Microbiology» – журнал, на страницах которого можно найти множество актуальных статей, от изучения вирусов в глубоководных зонах с недостатком кислорода до микробиомов акул .
«Океанология» – несмотря на более широкий профиль, этот журнал регулярно публикует важные химико-микробиологические исследования, например, о происхождении пресной воды в Карском море или углеводородов в осадках Баренцева моря .
«Nature Microbiology» и другие ведущие многопрофильные журналы также активно освещают прорывные открытия в этой области.
Обширные возможности для публикаций говорят о том, что область активно развивается и привлекает все больше внимания.
Тревожные сигналы и новые герои
В то время как мы изучаем микробов, мир вокруг них стремительно меняется. Антропогенное воздействие ставит перед учеными новые остро вопросы, требующие экстренных мер воздействия.
- Угроза для легких океана: недавнее исследование показало, что Prochlorococcus – самый многочисленный фотосинтезирующий организм на Земле, отвечающий за 5% всего мирового фотосинтеза, – крайне уязвим к потеплению воды. При превышении температуры выше 30°C скорость деления его клеток резко падает. В худшем сценарии это может привести к сокращению его популяции в тропиках на 51% к концу века, что подорвет всю морскую пищевую цепь.
- Пробуждение древних: таяние вечной мерзлоты и ледников из-за изменения климата грозит высвобождением древних вирусов и бактерий, некоторые из которых могут обладать устойчивостью к антибиотикам.
- Неожиданные спасатели: на фоне тревожных новостей есть и открытия, вселяющие надежду. Недавно ученые обнаружили микробов, «дышащих» ржавчиной (минералами железа). Эти организмы, получившие название MISO-бактерии, окисляют токсичный сероводород, предотвращая расширение бескислородных «мертвых зон» в океане .
- Взаимодействие с загрязнением: Исследования показывают, что загрязнение воздуха может вступать в реакцию с соединениями, которые производят океанические микробы, изменяя их способность к формированию облаков. Это значит, что человеческая деятельность может влиять на одну из ключевых функций океана – его роль в качестве «планетарного термостата».
Взгляд в будущее
Двадцатые годы 21 века провозглашены ООН Десятилетием наук об океане. Долгосрочный мониторинг в сочетании с прогностическими моделями поможет понять, насколько устойчив океанический микробиом к грядущим изменениям.
Новые журналы, такие как «Ocean Microbiology», и похожие издания, конференции и международные коллаборации – все это создает среду для новых открытий. Присоединяясь к этому сообществу, ученые со всего мира вносят вклад не только в науку, но и в будущее нашей планеты, тайны которой только предстоит разгадать.
Было интересно? Ставьте лайк и подписывайтесь на мой канал Микробы рулят!