Образ жизни быстрых и медленных бактерий: в дикой природе большинство живёт в медленной полосе
Новое исследование под руководством Университета Северной Аризоны показывает, что распространённая концепция, разделяющая бактерии на два образа жизни, плохо применима к бактериям в дикой почве. Результаты, опубликованные в The ISME Journal, свидетельствуют, что вместо чёткого деления на две основные группы — конкурентоспособные быстрорастущие и медленнорастущие, устойчивые к голоданию — большинство наблюдаемых в природе бактерий были медленнорастущими. Быстрорастущие виды оказались немногочисленными.
«То, что происходит в лаборатории и в дикой почве, часто разделяют целые миры. Нам необходимо проверять и оспаривать идеи о бактериях и микробах из лаборатории тем, что мы видим в поле», — заявил ведущий автор Брэм Стоун.
«Многие из самых актуальных вопросов нашего общества о хранении углерода и реакции почв на изменение климата зависят от лучшего понимания того, как микробы ведут себя в природе».
Потребность в понимании роли микробов в условиях потепления мира растёт стремительно. Современные технологии, такие как секвенирование, позволяют изучать микробные сообщества глубже, но для подтверждения или усложнения существующих теоретических рамок по-прежнему необходимы новые данные из природы.
Исследование опирается на данные, полученные с помощью метода количественного стабильно-изотопного зондирования (qSIP). Эта методика использует стабильные изотопы (атомы, помеченные дополнительным нейтроном) для отслеживания пути молекул воды или сахара в почве. Учёные анализируют образец природной почвы, обработанной такой меченой водой или сахаром, и ищут, где этот «молекулярный хэштег» появился в ДНК — что означает его усвоение микробом.
Секвенируя ДНК из почвенного образца в разные моменты времени, исследователи могут увидеть, какие микробы росли, насколько сильно и как быстро менялось сообщество.
«Для меня невероятно exciting, что мы можем получать данные прямо из природы, а не строить догадки», — сказал Брюс Хангейт, соавтор исследования. «Возможность проводить микробиологию в поле таким образом означает, что мы можем разумно масштабировать прогнозы для целой экосистемы или региона, сохраняя при этом высокое таксономическое разрешение, доступное благодаря современному секвенированию».
Цель работы — выявить ключевые микробные признаки, определяющие реальное поведение в почве и контролирующие такие процессы, как поток энергии, и выразить эти признаки численно. Такой инструмент позволит лучше прогнозировать реакцию микробных сообществ на изменение климата, загрязнение или смену сельскохозяйственных культур.