Naukowcy zidentyfikowali nowy typ mikrobów. Żyją głęboko pod ziemią i oczyszczają wodę

Głęboko pod naszymi stopami żyją całe społeczność nieznanych lub mało poznanych organizmów. W niedawnych badaniach naukowcy zidentyfikowali zupełnie nowy typ mikrobów, który spełnia bardzo ważną rolę – oczyszcza wodę i czyni ją zdatną do spożycia.

Naukowcy odkryli nowy typ mikrobów w Strefie Krytycznej Ziemi. Strefa to rozciąga się od koron drzew, poprzez glebę, skały aż do warstw wód gruntowych. Przez tę strefę przesącza się woda z powierzchni i oczyszcza się, a żyjące tam nowo zidentyfikowane mikroby, zwane CSP1-3, pochłaniają zanieczyszczenia, których nie usunęła filtracja.

W niedawnych badaniach, które ukazały się na łamach pisma „Proceedings of the National Academy of Sciences” (DOI: 10.1073/pnas.2424463122), naukowcy z Michigan State University scharakteryzowali mikroby CSP1-3. Ich prace dostarczają wglądu w strategie przetrwania żyjących głęboko pod ziemią organizmów, w środowisku o ograniczonej energii.

CSP1-3

– Strefa Krytyczna Ziemi rozciąga się od czubków drzew w dół przez glebę do głębokości ponad 200 metrów – powiedział James Tiedje z Michigan State University. – Ta strefa podtrzymuje większość życia na planecie. Reguluje podstawowe procesy, takie jak tworzenie gleby, obieg wody i obieg składników odżywczych, które są niezbędne do produkcji żywności, uzyskania dobrej jakości wody i zdrowia ekosystemów. Pomimo swojego znaczenia, ta głęboka strefa jest stosunkowo mało zbadana – dodał.

W tym ogromnym ekosystemie badacze odkryli zupełnie nowy typ mikrobów zwany CSP1-3. Został on zidentyfikowany w próbkach gleby z Iowa w USA oraz z Chin. Próbki pobrano z głębokości około 22 metrów. Mikroby te całkowicie zdominowały ten obszar i w niektórych przypadkach stanowią około 60 proc. organizmów znajdowanych na podobnych głębokościach. Według Tiedje, taka dominacja nie występuje wśród społeczności mikrobów na powierzchni Ziemi.

– Uważam, że stało się tak, ponieważ głębokie warstwy gleby są zupełnie innym środowiskiem, a ta grupa organizmów ewoluowała przez długi okres, aby przystosować się do tego zubożałego środowiska – wyjaśnił Tiedje.

Analizy DNA organizmów CSP1-3 wykazały, że ich przodkowie miliony lat temu zamieszkiwali środowiska słodkowodne oraz gorące źródła. Przeszły co najmniej jedną dużą transformację siedliskową i skolonizowały gleby — najpierw wierzchnią warstwę, a później głębokie gleby.

– Większość ludzi pomyślałaby, że te organizmy są po prostu uśpione lub są jak zarodniki, ale jednym z naszych kluczowych odkryć było to, że te mikroby są aktywne i powoli rosną – przyznał Tiedje.

Jak mikroby oczyszczają wodę?

Gleba jest największym filtrem wody na planecie. Gdy woda przesiąka przez glebę, jest oczyszczana poprzez procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne. Deszczówka najpierw przepływa przez warstwy powierzchniowe gleby, w której znajdują się korzenie większości roślin. Ale to znikoma część systemu filtracyjnego. Głębokie warstwy gleby stanowią większą część tego systemu. To właśnie tam CSP1-3 pomagają oczyścić wodę.

– CSP1-3 to padlinożercy czyszczący to, co przedostało się przez wierzchnie warstwy gleby – powiedział Tiedje. Mikroby te czerpią energię z węgla, azotu i siarki, które są spłukiwane z powierzchni, kończąc proces oczyszczania wady.

Naukowcy zamierzają teraz spróbować wyhodować CSP1-3 w laboratorium. Będzie to trudne zadanie, bo ciężko odtworzyć warunki, w których żyją i rosną. Jeśli to się uda, będą mogli szczegółowo zbadać ich unikalną fizjologię, która pozwoliła im odnieść tak duży sukces w środowisku głęboko pod naszymi stopami.

– Fizjologia CSP1-3, napędzana ich biochemią, jest inna, więc mogą istnieć pewne interesujące geny o wartości dla innych celów. Na przykład nie znamy ich zdolności do metabolizowania trudnych zanieczyszczeń i jeśli moglibyśmy się tego dowiedzieć, być może udałoby się rozwiązać jeden z najbardziej palących problemów Ziemi – podsumował Tiedje.

Źródło: Michigan State University, Science Alert, fot. Haanala 76/ Publicdomainpictures.net