• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy obserwują trasy wędrówek mikroorganizmów morskich

    21.09.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Dwie grupy naukowców poczyniły ważny krok ku poznaniu rozkładu występowania mikroorganizmów planktonowych w oceanach. Badania opublikowane w czasopiśmie Science zwiększają naszą wiedzę na temat morskiej bioróżnorodności oraz pokazują, że wzorce stosowane w przypadku organizmów o większych rozmiarach nie mają zastosowania zarówno do okrzemek (grupa mikroskopijnych glonów), jak i bakterii morskich.

    W ramach programu Marie Curie Komisji Europejskiej dr Pedro Cermeńo z hiszpańskiego Uniwersytetu w Vigo badał rozproszenie okrzemek, aby odnieść się do sformułowanej ponad 200 lat temu hipotezy: w przypadku mikroorganizmów "wszystko znajduje się wszędzie, jednak decyduje środowisko".

    Dr Cermeńo i jego współpracownicy prowadzili badania skamieniałych zbiorowisk okrzemek pochodzących z odległych otwartych części oceanów. Sprawdzali wpływ selekcji środowiskowej oraz ograniczenia rozproszenia na rozkład występowania w oceanach "morfogatunków".

    W przypadku gatunków osiągających większe rozmiary zakres przestrzenny ich występowania zwiększa się, poczynając od miejsca pochodzenia gatunku. Im dalej od miejsca pochodzenia, tym mniej cech wspólnych będą mieć osobniki należące do danego gatunku. Badanie skamielin wykazało, że w przypadku okrzemek twierdzenie to nie ma zastosowania, ponieważ rozproszenie okrzemek różni się od rozproszenia większych zwierząt. Na przykład w środowisku morskim możliwa jest izolacja geograficzna przez długi okres czasu.

    "Wyniki sugerują, że bioróżnorodnościowe i makroewolucyjne wzorce mikroorganizmów różnią się w sposób fundamentalny od wzorców makroorganizmów, co przeczy idei, że wszystkie organizmy żywe podlegają tym samym zasadom ekologicznym i ewolucyjnym", podsumowują naukowcy.

    Wnioski te zostały potwierdzone przez inne badanie, które także zostało opublikowane w czasopiśmie Science. W trakcie badania zaobserwowano dużą liczbę ciepłolubnych bakterii beztlenowych w osadach Oceanu Arktycznego u wybrzeży norweskiej wyspy Spitsbergen. Analiza rozkładu tych bakterii mogłaby ułatwić prześledzenie przecieków płynów z gorących rejonów dna morskiego oraz pomóc w identyfikacji nowych podmorskich zasobów ropy naftowej.

    Główny badacz dr Casey Hubert z kanadyjskiego Uniwersytetu w Calgary wspólnie z międzynarodowym zespołem naukowców doszli do wniosku, że bakterie w osadach Oceanu Arktycznego mogą pochodzić z hermetycznego zbiornika ropy, z którego ulatniające się węglowodory spowodowały przedostanie się bakterii do wody morskiej nad zbiornikiem. Została także wysunięta hipoteza alternatywna - bakterie zostały przechwycone w swoich naturalnych środowiskach w miejscach kominów hydrotermalnych oraz innych gorących miejsc, a następnie przetransportowane przez prądy oceaniczne do Oceanu Arktycznego.

    "Uderzające jest podobieństwo genetyczne do bakterii żyjących w gorących podmorskich zbiornikach ropy", twierdzi dr Hubert. "Mamy nadzieję, że trwające badania wskażą źródło lub źródła tych zawieruszonych mikroorganizmów. Jeśli naprawdę pochodzą one z przeciekających zbiorników ropy, wyniki tych badań mogłyby być wykorzystane w interesujący sposób".

    Bakterie ciepłolubne z dala od swojego ciepłego i nieprzyjaznego środowiska przejdą w formę przetrwalnikową. Za pomocą takich uśpionych form możliwe jest przetrwanie niesprzyjających warunków środowiska przez długi okres czasu, a następnie powrót do normalnego funkcjonowania.

    "Termofile arktyczne mogą przyczynić się do rozwiązania zagadek z zakresu biogeografii", twierdzi dr Hubert.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Nauka:
    http://www.sciencemag.org/

    Uniwersytet w Calgary:
    http://www.ucalgary.ca/

    Źródło danych: Science; Uniwersytet w Calgary
    Referencje dokumentu: Cermeńo P. et al. (2009) Science 235;1539-41. DOI: 10.1126/science.1174159 i Hubert C. et al. (2009) Science 235:1541-44. DOI: 10.1126/science.1174012.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Ultramikrobakterie – bakterie, które są znacznie mniejsze od typowych komórek bakteryjnych. Ich średnica waha się w granicach 0,2–0,3 μm. Termin ten został po raz pierwszy użyty w roku 1981 w odniesieniu do występujących w morskiej wodzie ziarenkowców, których średnica była mniejsza niż 0,3 μm. Organizmy te zostały również odnalezione w glebie. Była to mieszanina gatunków zarówno Gram-dodatnich, jak i ujemnych. Wiele, jeśli nie wszystkie, z tych bakterii to uśpione formy większych komórek. Pozwalają one przetrwać w niesprzyjających warunkach środowiska. W tym stanie spoczynku komórki bakteryjne spowalniają swój metabolizm, wstrzymują wzrost i stabilizują DNA, tworząc uśpione, nierosnące komórki, które mogą pozostać żywe przez wiele lat. Takie „formy głodowe” są prawdopodobnie najbardziej typowymi ultramikrobakteriami w wodzie morskiej. Bartoneloza – jedna z odzwierzęcych chorób zakaźnych, wywołana przez bakterie rodzaju bartonella, zazwyczaj przenoszone na człowieka przez owady. Do zakażenia dochodzi przez ukąszenie. W zależności od gatunku bakterii wywołujących infekcję, możemy mieć do czynienia z różnymi batonelozami: Efektywne Mikroorganizmy, EM (z ang. effective microorganisms) – termin oznaczający zespół mikroorganizmów (bakterii, grzybów i promieniowców) występujących w naturze, pozostających wzajemnie w bliżej nieokreślonym stanie równowagi i poprzez sam ten fakt niezbędnych rzekomo do prawidłowego funkcjonowania organizmów wyższych. Koncepcja EM została opracowana przez prof. Teruo Higa (jap. 比嘉照夫) z Wydziału Rolnego Uniwersytetu Ryukyus (jap. 琉球大学) na Okinawie i opisana w książce Rewolucja w ochronie naszej planety.

    Rozkład Benforda to rozkład prawdopodobieństwa występowania określonej pierwszej cyfry w wielu rzeczywistych danych statystycznych, np. dotyczących powierzchni jezior w Polsce, danych z rocznika statystycznego, wartościach stałych fizycznych. Ogólnie rozkład ten sprawdza się w przypadku wielkości, które mogą przyjmować różne rzędy wielkości. Fakt częstego występowania tego rozkładu w obserwowanych danych zwany jest prawem Benforda. Allelopatia (z gr. – allelon (wzajemny) i pathos (cierpienie)) – szkodliwy lub korzystny wpływ substancji chemicznych wydzielanych przez rośliny lub grzyby danego gatunku lub pochodzących z rozkładu tych roślin. Allelopatia odnosi się głównie do substancji chemicznych wydzielanych do podłoża, które wpływają na wzrost innych organizmów w bezpośrednim otoczeniu, głównie roślin i bakterii. Substancje mogą pobudzać lub hamować kiełkowanie, a także wzrost i rozwój innych gatunków roślin żyjących w bliskim sąsiedztwie lub zajmujących bezpośrednio po nich to samo miejsce.

    Ocean Canfielda − rodzaj beztlenowego oceanu przesyconego siarkowodorem. Oceany te powstały prawdopodobnie na skutek działania bakterii redukujących siarczany do siarkowodoru, żyjących na dnie oceanu. Clostridum - rodzaj bakterii Gram-dodatnich, beztlenowych laseczek z typu Firmicutes, tworzących przetrwalniki. Rodzaj ten obejmuje ok. 60 gatunków drobnoustrojów, powszechnie występujących przede wszystkim w glebie oraz przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt, narządach rodnych kobiet, a także w wodzie i ściekach. Bakterie te cechują się możliwością wiązania azotu atmosferycznego oraz redukcji siarczanów (IV). Większość bakterii z tego rodzaju to saprofity, przeprowadzające procesy fermentacyjne oraz rozkładające celulozę i pektyny. Niektóre gatunki mają właściwości chorobotwórcze, uwarunkowane wytwarzaniem silnych egzotoksyn, inne są drobnoustrojami oportunistycznymi.

    Ciałka wtrętowe (wtręty cytoplazmatyczne, ziarnistości) (inclusiones cytoplasmaticae) – skupiska różnych substancji występujących w cytoplazmie komórki. Mogą mieć charakter chorobotwórczy, przez odkładanie nierozpuszczalnych białek powodujących m.in. chorobę Alzheimera oraz schorzenia prionowe. Terminem tym określa się także substancje zapasowe bakterii w formie intruzji przede wszystkim takich substancji jak: kwas polibetahydroksymasłowy, polifosforany nieorganiczne czy też cząsteczki tłuszczów oraz polisacharydów. U bakterii siarkowych występują wtręty zawierające koloidalną zawiesinę siarki. Peptydy nierybosomalne (ang. nonribosomal peptide, NRP) – klasa metabolitów wtórnych, chemicznie będących peptydami, ale w przeciwieństwie do normalnych białek organizmów, są one niekodowane genomowo, a co za tym idzie, ich synteza nie jest związana z translacją rybosomalną. Zwykle są metabolitami mikroorganizmów: bakterii i grzybów. Czasami można je znaleźć w organizmach wyższych, jak na przykład w ślimakach morskich rzędu Nudibranchia, jakkolwiek uważa się raczej, że nawet tam są one produktem symbiotycznych z tymi organizmami bakterii.

    Ralstonia metallidurans (CH34) - znane też pod nazwami Ralstonia eutropha i Alcaligenes eutrophus to bakterie Gram-ujemne pałeczkowate, mogące żyć i rozwijać się w roztworach silnie metalicznych (toksycznych dla większości mikroorganizmów). Badania australijskich uczonych, dowiodły doświadczalnie, iż bakterie te odgrywają kluczową rolę w formowaniu się samorodków złota wprost z roztworu wodnego. Obecnie, dzięki zdolnościom bakterii, opracowywane są metody szybkiego pozyskiwania złota z wód kopalnianych.

    Peak oil (dosł. "szczyt wydobycia ropy naftowej") – moment w czasie w którym wydobycie ropy naftowej osiągnie maksimum i rozpocznie się nieodwracalny spadek wydobycia. Ponieważ ropa naftowa jest najintensywniej wykorzystywanym przez ludzkość źródłem energii, toczy się aktywna debata na temat tego kiedy to nastąpi i jakie będzie miało skutki dla ludzkości. Historyczne przewidywania tego momentu okazały się przedwczesne, jednak wzrost cen ropy naftowej w ostatnich latach spowodował szereg spekulacji dotyczących tego jak daleko ludzkość jest od szczytu wydobycia i na ile jest na niego przygotowana.

    Bioremediacja - technologia usuwania zanieczyszczeń (głównie substancji ropopochodnych) z gleby i wód podziemnych za pomocą żywych mikroorganizmów w celu katalizowania, destrukcji lub transformacji różnego rodzaju zanieczyszczeń w formy mniej szkodliwe. W bioremediacji wykorzystywane są naturalne zdolności mikroorganizmów do rozkładu węglowodorów ropy naftowej.

    Dodano: 21.09.2009. 15:11  


    Najnowsze