Ученые обнаружили динамичную микробную жизнь в прибрежных осадках

Ученые из Лаборатории Бигелоу усовершенствовали метод, который позволяет связать активность отдельных микроорганизмов с их уникальным генетическим кодом, впервые применив этот подход к донным осадкам. Их выводы были недавно опубликованы в журнале The ISME Journal.

Метод сочетает одноклеточную геномику и проточную цитометрию для количественной оценки индивидуальных скоростей дыхания у разных таксонов. Он показал, что в бедных кислородом осадках побережья штата Мэн обитает разнообразное микробное сообщество, которое, по-видимому, процветает в среде, регулярно подвергающейся нарушениям из-за резких изменений температуры, приливов и других факторов. Эти мелководные осадки играют ключевую роль в переносе энергии и питательных веществ с суши в океан.

«Мы знаем, что обилие и разнообразие микробов в океанических осадках намного больше, чем в толще воды над ними, но мы гораздо меньше знаем об их реальных функциях и активности», — отметил соавтор исследования Дэвид Эмерсон. Новый метод, разработанный на грант в 6 миллионов долларов от Национального научного фонда США, позволяет получить снимок микробного биоразнообразия и определить, какие виды наиболее многочисленны и активны на уровне отдельных клеток.

«Мы предположили, что кислород отравит всё, но оказалось, что клетки хорошо его переносят и даже используют себе на пользу, — сказала ведущий автор исследования Мелоди Линдсей. — Это говорит о том, что микробное сообщество, живущее в этой изменчивой среде, более устойчиво, чем считалось изначально». В ходе эксперимента добавление даже небольших концентраций кислорода и ламинарина (углевода из бурых водорослей) стимулировало дыхание. Наиболее активными клетками оказались сульфатредукторы из типа Chloroflexota, обладающие «генетической гибкостью» для использования как кислорода, так и других химических процессов.

В настоящее время команда работает над применением этого подхода к еще более экстремальным средам, включая образцы осадков, собранные более чем на километровой глубине ниже Срединно-Атлантического хребта в рамках Международной программы по исследованию океана.