В дикой среде хищные бактерии растут быстрее, чем их добыча

Согласно новому исследованию, опубликованному Университетом Северной Аризоны на этой неделе, хищные бактерии (бактерии, которые едят другие бактерии) растут быстрее и потребляют больше ресурсов, чем нехищные в той же почве. Эти активные хищники, использующие во время охоты ферменты и цитоскелетные «клыки», чтобы поймать других бактерий, имеют большое влияние на то, как распределяются питательные вещества в почве. Результаты исследования, опубликованные в журнале mBio на этой неделе, показывают, что хищничество является важной активностью в среде диких микробов. Учёные также предполагают, что такие хищники играют огромную роль в том, как микроэлементы распределяются и высвобождаются из почвы.

bacteria

Как и любая форма жизни на Земле, бактерии состоят в сложной пищевой цепи, в которой организмы связаны друг с другом тем, как они потребляют и кого. Для макросетей экологи установили, что при увеличении количества травы и кустарников на нижних уровнях в конечном счёте такие хищники, как волки, чаще выигрывают. Исследовательская группа под руководством Брюса Хангейта и учёных из Института Северной Аризоны и Ливерморской национальной лаборатории хотели проверить, действует ли то же правило для микробиологических пищевых цепей, обнаруженных в дикой почве. 

«Мы знали, что хищничество играет важную роль в поддержании здоровья почвы, однако мы до сих пор не понимали, насколько важны бактерии-хищники для этих систем», — сказал Хангейт, который на данный момент является руководителем Центра наук об экосистеме и обществе в Университете Северной Аризоны. 

Чтобы понять, что и как много потребялют бактерии-хищники, исследовательская группа собрала большую картину, используя десятки небольших баз данных: 82 набора данных с 15 участков в различных экосистемах. Команда использовала информацию о том, как бактерии ведут себя в культуре, чтобы классифицировать их как облигатных хищников или факультативных (всеядных). Около 7% от всех бактерий в мета анализе были идентифицированы как хищники, и большая часть из них была факультативной.

Облигатные хищные бактерии, такие как Bdellovibrionales и Vampirovibrionales, росли на 36% быстрее и поглощали углерод на 211% быстрее, чем нехищные бактерии. Когда почва получала дозу углерода, хищники также использовали его быстрее, чем другие виды бактерий. Исследователи наблюдали подобные эффекты и у всеядных растений, однако они были менее выражены. 

Все эксперименты проводились с использованием современной методики, называемой количественным зондированием стабильных изотопов, или qSIP. Исследователи использовали помеченные изотопы, которые работают как молекулярные хештеги, чтобы проследить, кто проявляет активность и поглощает питательные вещества из почвы. Секвенируя ДНК в образце почвы и отслеживая эти метки, команда смогла увидеть, кто растёт и кто кого ест на уровне бактериальных таксонов.  

«Анализируя свои данные, я заметила, что Vampirovibrio были перенасыщены. Поскльку мы знаем, что Vampirovibrio — хищники, я заинтересовался в наблюдении за другими потенциальными хищниками в других наборах данных, — сказала Брианна Финли, постдокторский исследователь в Калифорнийском университете в Ирвайне и соавтор исследования. — То, что мы смогли уловить эти сигналы, действительно подтверждает надёжность qSIP как инструмента».

Почвенные экосистемы содержат больше углерода, чем содержится во всех растениях Земли, поэтому понимание того, как углерод и другие элементы циркулируют среди организмов в почве, является крайне важным для прогнозирования будущих климатических изменений. Поскольку почва изобилует бактериями, они играют важную роль в том, как хранятся или теряются питательные вещества в ней. Изучение того, как хищные бактерии могут работать в качестве антибиотиков, также может послужить и в медицинских целях. 

«До сих пор хищные бактерии не были частью истории изучения почвы, — сказал Хангейт. — Однако в этом исследовании мы предположили, что они являются важными игроками, которые играют главную роль в определении судьбы углерода и других элементов. Эти открытия мотивируют нас более тщательно взглянуть на хищничество как процесс».

Перевод Екатерина Хананова, редактор Антон Меньшенин.
Источник и исследование.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s