Присутність людства залишила помітні шрами на планеті, починаючи від витіснення зникаючих видів і закінчуючи забрудненням навколишнього середовища. Забруднення стало синонімом широкого спектру медичних проблем, від гормональних збоїв до харчової чутливості та навіть раку.
Але як прибрати те, що ми наробили? Що, якби природа вже мала рішення? Що, якби існувало щось, можливо, прямо під нашими ногами, що може виконати цю роботу краще за нас?
Джеймс Тідж, всесвітньо відомий мікробіолог і директор Центру мікробної екології Університету штату Мічиган (MSU), сподівається знайти відповідь у критичній зоні Землі.
Критична зона Землі
"Критична зона простягається від верхівок дерев через ґрунт на глибину до 213 метрів", – каже Тідж. "Ця зона підтримує більшість життя на планеті, оскільки регулює важливі процеси, такі як формування ґрунту, кругообіг води та кругообіг поживних речовин, які є життєво важливими для виробництва продуктів харчування, якості води та здоров’я екосистеми. Незважаючи на її важливість, глибока критична зона є новою межею, оскільки це велика частина Землі, яка відносно не досліджена".
Дослідження поки що зосереджені на ґрунтах, розташованих в Айові та Китаї, де умови ґрунту в межах критичної зони є подібними. Початкова робота, однак, почалася в Єллоустонському національному парку в Сполучених Штатах, де Тідж і його команда зробили новаторське відкриття: новий, ніколи раніше не виявлений мікроб, який процвітає на глибині близько 21 метра.
Єллоустонський національний парк — американський національний парк, розташований у штатах Вайомінг, Монтана та Айдахо.
Sysuimicrobiota
Цей мікробний тип, нещодавно названий Sysuimicrobiota (раніше CSP1-3), з тих пір був виявлений у різних середовищах, таких як гідротермальні джерела, помірні лугові ґрунти та алювіальні водоносні горизонти. Генетичний аналіз показує, що предки Sysuimicrobiota походять з водного середовища, спочатку з’явившись у прісноводних озерах і гарячих джерелах, за мільйони років до переходу до життя в ґрунті. Цей перехід свідчить про тривалу історію адаптації до різних ніш, що робить Sysuimicrobiota унікально кваліфікованим для виживання в середовищах, бідних на кисень і поживні речовини, таких як глибокі ґрунтові субстрати. Мікроби Sysuimicrobiota не тільки виявилися дуже активними та глобально поширеними, але й можуть бути неймовірно домінуючими, складаючи до понад 50% мікробних популяцій у деяких спільнотах.
Але найвражаючішим досягненням Sysuimicrobiota є його роль у збиранні забруднюючих речовин глибоко в ґрунті та допомозі у очищенні води.
Роль у фільтрації забруднень
Що це означає? Коли дощова вода протікає через верхній шар ґрунту, поверхневі мікроби діють як свого роду перша лінія захисту, відфільтровуючи та споживаючи важливі елементи, такі як вуглець, азот, водень і сірка. Складність полягає в тому, що для ефективності цього процесу фільтрації потрібна здорова мікробна популяція. З сучасним сільським господарством та його використанням пестицидів і гербіцидів, поверхневі мікробні спільноти часто страждають. Sysuimicrobiota виступає в якості другої лінії захисту, просіюючи залишки забруднюючих речовин до того, як вода досягне глибоких водоносних горизонтів. Однак, наскільки ефективним є Sysuimicrobiota у збиранні забруднюючих речовин, ще належить визначити.
"Фізіологія CSP1-3, зумовлена їх біохімією, відрізняється, тому можуть бути деякі цікаві гени, цінні для інших цілей", – заявляє Тідж. "Наприклад, ми не знаємо їх здатності метаболізувати стійкі забруднювачі, і якщо ми зможемо цьому навчитися, ми зможемо допомогти вирішити одну з найактуальніших проблем Землі".
Щоб краще зрозуміти роль Sysuimicrobiota в екології глибокого ґрунту, Тідж і його команда вирішили культивувати тип у лабораторних умовах – складне завдання, оскільки більшість мікробів не ростуть поза своїм природним середовищем.
В даний час команда експериментує з умовами росту при високих температурах, наприклад, тими, що зустрічаються в гарячих джерелах, з надією, що культивовані зразки дозволять подальше вивчення унікальної фізіології Sysuimicrobiota. У свою чергу, це може мати широкі наслідки для біогеохімічної ремедіації ґрунтових вод.
Хоча значний прогрес був досягнутий, необхідні додаткові дослідження, щоб отримати уявлення про біогеохімічні процеси типу, а також про його роль у здоров’ї екосистеми в цілому. Якщо Sysuimicrobiota зможе метаболізувати стійкі забруднюючі речовини, це може забезпечити нові рішення для чистої питної води в усьому світі. Критична потреба в нашому все більш забрудненому світі.
youtube відео: https://www.youtube.com/watch?v=cQRGmGmOtj0
