Морско дъно като глобална "банка за семена"

Дълбоките морски седименти съдържат квадрилиони дълголетни бактериални ендоспори

Дълбоко под океанското дъно квадрилиони бактерии оцеляват като ендоспори, разпознаваеми по ярката си флуоресценция. © Фумио Инагаки / Джамстек
чете на глас

Скрит резервоар: Дълбоко в океанското дъно има шестдесет и четири милиона ендоспори - форми за оцеляване на бактерии, които могат да преживеят огромни периоди от време. Новите проучвания сочат, че този резервоар от спящи микроби може да представлява до шест процента от общата наземна биомаса. Ендоспорите на морските утайки могат да действат като дълготрайна банка от семена за морски микроби, според изследователите в Science Advances.

Дълго време утайките се считаха дълбоко в морското дъно за до голяма степен неживи. Но междувременно пробиването разкри, че има цял жизнен свят на стотици фути дълбоко под земята - дълбоката биосфера. Дори 2500 метра под морското дъно изследователи са открили живи бактерии. А в „мазето“ на континентите, според сегашна оценка, би могло да преобладава подобно високо биоразнообразие.

Изчерпване на милиони години

Но как съществата от дълбоката биосфера успяват да оцелеят при високо налягане, силна топлина и изключителна липса на енергийни източници, засега е изяснено само частично. Очевидно е обаче, че поне някои бактерии не са активни в дълбочина, а остават в състояние на постоянство - сред другите като така наречените ендоспори.

"Бактериалните ендоспори могат да издържат на най-екстремните условия, включително интензивни горещини и суша", обяснява Ларс Вьормер от MARUM Центъра за науки за морска среда в Бремен и неговия екип. "Смята се, че при определени обстоятелства те могат да останат жизнеспособни в продължение на милиони години. Когато условията на околната среда се променят, ендоспорите отново се" събуждат "и стават активно репликиращи се клетки.

От 25 метра дълбочина започва царството на спорите

Колко ендоспори има дълбоко в морското дъно на океаните и колко висок може да бъде техният дял в цялата дълбока биосфера, сега определи Вьормер и неговият екип. За своето проучване те оцениха повече от 300 проби от морски утайки, събрани от общо 15 корабни експедиции по света. Тези проби бяха анализирани за тяхното ниво на дипиколинова киселина (DPA), биомолекула, намираща се само в ендоспори, които следователно могат да покажат присъствието и изобилието си като биомаркери. показ

Резултатът: Всъщност голяма част от морската дълбока биосфера е под формата на спори. Започвайки на дълбочина 25 метра под морското дъно, ендоспорите започват да доминират над активните клетки, отбелязват изследователите. Те идентифицираха две подмножини от спори: по-млад, по-краткотраен вид ендоспор и дълголетен, обилен дори в дълбоки стари утайки.

"Огромен резервоар за биомаса"

Впечатляващо обаче е огромният брой ендоспори: Според изчисленията на изследователите, само в горната хиляда метра морски седимент може да има между 10 високи 28 и 10 високи 29 ендоспори. Изразено с думи, това би било между 10 000 и 100 000 квадрилиона спори немислимо голям брой. Спорите са особено обилни в морското дъно на крайбрежните райони и крайбрежните морета.

„По този начин нашите данни идентифицират бактериалните ендоспори като огромен резервоар за биомаса, който досега е бил пренебрегван много“, казват W rmer и неговите колеги. Според техните оценки морските ендоспори биха могли да представляват между 0, 8 и 6 процента от общата сухоземна биомаса.

Банка със семена в ъндърграунда

Коя ролекологична роля играят ендоспорите в тяхното местообитание, все още не е ясно. Изследователите обаче спекулират, че по-старите, по-ендоспорни ендоспори биха могли да действат като вид семенна банка в дълбочина. „Геномното и функционално разнообразие на тези организми се поддържа за дълги периоди от време и след това може да служи за разпространение, покълване и колонизиране на нови местообитания“, казват учените. (Science Advances, 2019; doi: 10.1126 / sciadv.aav1024)

Източник: MARUM - Център за наука за морската околна среда към университета в Бремен

- Надя Подбрегар