Морская загадка решена: «Редкие» бактерии в океане не обязательно таковыми являются

Чайная ложка морской воды содержит тысячи естественно присутствующих бактерий. Ранее учёные полагали, что менее половины этих океанских микробов активно поглощают органические соединения, в то время как остальные — смесь редких видов — находятся в состоянии покоя.

Однако исследователи из Университета Делавэра и Университета Южной Калифорнии опровергли это представление. В исследовании, опубликованном 18 июля в онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences, команда обнаружила, что более половины видов бактерий, взятых из проб поверхностных вод океана, активно циклируют между состояниями обилия и редкости, и только около 12% всегда оставались редкими и потенциально неактивными.

«Сюрприз в том, что многие из этих бактерий на самом деле довольно активны и циклически переходят от низкой к высокой численности», — говорит Барбара Кэмпбелл, ведущий автор исследования.

Методология и результаты

• В течение трёх лет ежемесячно отбирались пробы воды в Атлантическом океане.
• С помощью высокопроизводительного секвенирования в USC был проанализирован рибосомный RNA — ген, участвующий в производстве ферментов, — у более 500 000 отдельных микробных видов. Уровень RNA служил индикатором метаболической активности клетки.
• Впервые было зафиксировано, как некоторые бактерии переключаются из редких в обильные.
• Хотя у большинства видов обилие следует за активностью, значительная часть редкого сообщества также активна, причём у некоторых скорость роста снижается по мере увеличения численности.

Значение и перспективы

Бактерии, находящиеся в состоянии покоя, по-видимому, служат «семенами» для будущего сообщества — подобно микробному семенному банку. Учёные теперь пытаются выяснить, что заставляет клетки переходить в состояние покоя и снова активизироваться. Это, вероятно, определяется самим микробным сообществом.

Понимание микробного мира важно, поскольку эти крошечные организмы не только служат пищей для других, но и влияют на круговорот углерода, азота и серы в океане и на всей планете, что имеет важные последствия для изменения климата.

Молекулярные методы, использованные в исследовании, могут быть применены и для решения других задач, например, для определения на местных пляжах, живы ли и размножаются ли бактерии, влияющие на качество воды.