Mikroorganizmy i procesy biogeochemiczne
W tradycyjnych badaniach biogeochemicznych hodowano i badano mikroorganizmy z dala od ich naturalnego środowiska. Jednak te wyhodowane drobnoustroje stanowią zaledwie drobny wycinek (mniej nić 1%) rzeczywiście istniejącej różnorodności. Na szczęście, nastąpił znaczny postęp w technologii sekwencjonowania genów, dzięki czemu naukowcy mają możliwość badania różnorodności mikroorganizmów niehodowlanych oraz ich roli w procesach biogeochemicznych. W projekcie FUNDIVERDSITY wykorzystano technologię sekwencjonowania genów do badania roli bakterii morskich ekosystemu przybrzeżnego Zatoki Biskajskiej. W miejscu badania regularnie pobierano próbki do badania zmiennych fizycznych, chemicznych i biologicznych. Naukowcy zbadali, czy różne grupy taksonomiczne mikroorganizmów były wyjątkowe, czy może odgrywały zbliżoną do siebie rolę w ekosystemie. To podobieństwo roli znane jest jako redundancja. Do analizy struktury bakterii wykorzystano nowoczesne narzędzia analityczne, takie jak metagenomika i pirosekwencjonowanie. Partnerzy projektu testowali, czy różnorodność bakterii zmieniała się sezonowo i czy zmiany te były związane z parametrami środowiskowymi lub biologicznymi. Następnie naukowcy zbadali, czy zmiany te wpłynęły na cykle biogeochemiczne. Wyniki sugerują, że duży odsetek bakteryjnych grup taksonomicznych może być dokładnie prognozowany zgodnie z ich warunkami środowiskowymi. Wykazały także poziom redundancji w tym przybrzeżnym ekosystemie. Naukowcy dodatnio skorelowali dużą liczbę bakteryjnych grup taksonomicznych z temperaturą, stężeniem składników odżywczych i zjawiskiem mieszania się słupa wody. To dostarczyło wskazówek na temat roli bakteryjnych grup taksonomicznych w ekosystemie. Naukowcy zbadali, czy niektóre procesy ekosystemowe reprezentują wspólną strategię metaboliczną pośród różnych typów mikroorganizmów. Zidentyfikowali także główne populacje bakteryjne zaangażowane w próbkowanie biogeochemiczne w miejscu badania. Działania w ramach projektu FUNDIVERSITY na rzecz identyfikacji mikroorganizmów i ich cech ekologicznych pomogą naukowcom lepiej zrozumieć ich rolę w cyklu biogeochemicznym. Pomogą także ulepszyć predykcyjność modeli i zapewnić jaśniejszy obraz reakcji ekosystemów morskich na globalne ocieplenie.
Słowa kluczowe
Mikroorganizm, proces biogeochemiczny, cykl biogeochemiczny, różnorodność, ekosystem, redundancja funkcjonalna, bakterie morskie, sekwencjonowanie genów, metagenomika, pirosekwencjonowanie, strategia metaboliczna
