Микробы выдерживают различные негостеприимные условия в озере Моно в Калифорнии
Микробы, обнаруженные в различных слоях озера Моно в Калифорнии, могут выживать, используя разнообразные углеводы для получения энергии, согласно недавнему исследованию.
Новое исследование, представленное на осенней встрече Американского геофизического союза 2019 года в Сан-Франциско, описало бактерии, которые процветают в негостеприимном озере при различных условиях доступности питательных веществ. Учёные предполагают, что эти бактерии, которые экспрессируют больше генов утилизации углеводов, чем их конкуренты, преуспевают благодаря способности адаптироваться к использованию доступных источников энергии. Исследование помогает понять, как бактерии выживают в экстремальных условиях, а также как микробные сообщества меняются после изменений уровня питательных веществ.
Озеро Моно — это щелочное солёное озеро, расположенное на восточной окраине Сьерра-Невады. По сравнению с океаном, вода в озере содержит в два раза больше соли, в 50 раз более щелочная и имеет в 600 раз больше мышьяка. Тем не менее, жизнь процветает: водоросли, рачки артемии и щелочные мухи обитают в озере, как и микробные сообщества в его глубинах.
В последние годы из-за обильных снегопадов и большого притока пресной воды в озере возникли ещё более странные условия. Из-за высокой солёности озёрной воды пресная вода образовала на поверхности отдельный слой, явление, известное как меромиксис. Исследователи не знали, как меромиксис влияет на микробные сообщества в озере Моно.
В новом исследовании учёные собрали пробы воды с разных глубин и с помощью секвенирования ДНК нового поколения и компьютерных алгоритмов собрали геномы присутствующих бактерий. Они также проанализировали пробы из разных лет, чтобы изучить изменения в сообществах до и после возникновения меромиксиса.
«Одним из первых, что бросилось в глаза, является то, что этот порядок, Nitriliruptorales, обнаружен на всех глубинах и во все времена в очень высоком обилии», — сказал Джон Трейси, аспирант Принстонского университета, представлявший работу. Исследователи идентифицировали девять групп (bins) Nitriliruptorales и обнаружили одну доминирующую группу. Эти микробы процветали на всех глубинах, даже когда в озере были слои с разным уровнем кислорода и других питательных веществ.
Более пристальное изучение экспрессируемых генов показало, что у доминирующей группы больше генов для переваривания углеводов. Учёные полагают, что эти бактерии способны использовать больше типов углеводов, чем их конкуренты, и гибко адаптируются к разным условиям питания, что помогает им выживать в суровых условиях озера.