Logo bio-infomedia.ro

Microbi care reciclează carbonul fără a produce metan

Izvoarele termale Tengchong Yunnan
Unele dintre primele dovezi ale Brockarchaeota, un grup de microbi cu totul nou cu un tip de metabolism nemaiîntâlnit, au fost descoperite în izvoarele termale de la Tengchong Yunnan, China (în imagine). | Foto: JIAN-YU JIAO/UNIVERSITATEA SUN YAT-SEN
  • Un nou grup de arhee, din metabolismul cărora nu rezultă metan, a fost descoperit în izvoarele termale și în fisurile hidrotermale din adâncurile oceanelor.
  • Arheele sunt organisme care se găsesc peste tot în jur și joacă roluri importante înn ciclurile carbonului și azotului la nivelul uscatului, oceanelor și atmosferei.

Izvoarele termale și fisurile hidrotermale de pe planeta noastră găzduiesc un grup de arhee necunoscut anterior. Însă, spre deosebire de organismele unicelulare care trăiesc în sedimente și se hrănesc cu materialul vegetal aflat în putrefacție, aceste arhee nu produc gazul cu efect de seră metan, conform unui raport al cercetătorilor din 23 aprilie, publicat în Nature Communications.

Microorganismele sunt cele mai numeroase și mai diverse forme de viață de pe Pământ, iar noi cunoaștem doar un procent dintre ele, spune Valerie De Anda, microbiolog la la Universitatea din Austin, Texas, Statele Unite ale Americii. Deținem mai multe informații despre organismele care afectează oamenii. Însă există numeroase alte organisme care susțin principalele cicluri chimice de pe planetă și despre care noi nu știm nimic.

Arheele constituie un grup misterios. Abia spre sfârșitul anilor 1970 ele au fost recunoscute drept cel de al treilea domeniu al vieții, distinct față de bacterii și eucariote (care include toate celelalte viețuitoare, de la ciuperci la animale și plante).

Timp de mulți ani, s-a crezut că arheele trăiesc în cele mai extreme medii de pe Pământ, așa cum sunt izvoarele termale. Însă aceste organisme se găsesc peste tot și joacă roluri importante în ciclurile carbonului și azotului la nivelul uscatului, oceanelor și atmosferei. Un grup de arhee, denumit Thaumarchaeota, constituie cele mai numeroase microorganisme din ocean, spune De Anda. Iar arheele producătoare de metan din stomacul vitelor determină aceste animale se elimine mari cantități din acest gaz în atmosferă.

De Anda și colegii săi au identificat o întreagă nouă încrengătură de arhee. Prima dovadă a acestor organisme noi a fost descoperită în sedimentele din șapte izvoare termale din China, precum și în fisurile hidrotermale din adâncurile Bazinului Guaymas, situat în Golful Californiei. În aceste sedimente, echipa a descoperit fragmente de ADN asamblate cu meticulozitate în matrițele genetice (genomurile) ale 15 specii de arhee diferite.

Cercetătorii au comparat informațiile genetice din aceste genomuri cu alte mii de genomuri identificate anterior la microbi și descrise în bazele de date publice. Însă aceste secvențe erau total diferite față de ceea ce se cunoștea, spune De Anda.

Echipa a denumit noul grup Brockarchaeota, după numele lui Thomas Brock, microbiologul care a crescut arheele în laborator și care a decedat în aprilie. Descoperirea lui Brock a deschisa calea pentru reacția de polimerizare în lanț (PCR), o tehnică utilizată pentru copierea unor fragmente mici de ADN și pentru care s-a acordat Premiul Nobel. Tehnica este utilizată în prezent la testarea pentru COVID-19.

Se pare că Brockarchaeota trăiesc peste tot în lume, însă până acum au fost trecute cu vederea, nu au fost descrise și nu au primit un nume. După ce De Anda și echipa sa au pus cap la cap noul genom și le-au căutat prin bazele de date, cercetătorii au descoperit că mici fragmente ale acestor organisme anterior necunoscute fuseseră deja găsite în izvoarele termale și fisurile hidrotermale din Africa de Sud până în Indonezia și Rwanda.

În cadrul noilor genomuri, echipa a căutat și gene legate de metabolism - ce nutrimente consumă aceste organisme și ce fel de deșeuri produc. Inițial, cercetătorii s-au așteptat ca aceste organisme să fie producătoare de metan, la fel ca alte arhee descoperite în astfel de medii. Ele se hrănesc cu aceleași materiale ca și arheele producătoare de metan: un compus cu un singur atom de carbon, așa cum sunt metanolul sau sulfura de metil. Însă nu am putut identifica genele care produc metanul, spune De Anda. Acestea nu sunt prezente la Brockarchaeota.

Aceasta înseamnă că aceste arhee ar trebui să aibă un metabolism anterior nedescris, prin care ele pot recicla carbonul - de exemplu, sedimentele de pe fundul oceanului - fără a produce metan. Iar având în vedere cât de răspândite sunt, aceste organisme ar putea juca un rol anterior necunoscut, dar semnificativ, în ciclul carbonului de pe planeta noastră.

Este de două ori mai interesant - o nouă încrengătură și un nou tip de metabolism, spune Luke McKay, ecolog specializat în microorganismele din mediile extreme la Universitatea de Stat din Montana, Bozeman. Faptul că acest întreg grup a rămas sub radar atât de mult timp este o indicație a stadiului în care se află microbiologia, a mai adăugat cercetătorul.

Noua descoperire este o mărturie a puterii metagenomicii, tehnica prin care cercetătorii pot desface cu ușurință genomurile individuale din amestecătura a microbi dintr-un sediment. Datorită aceste tehnici, cercetătorii identifică tot mai multe părți anterior necunoscute ale lumii misterioase a microbilor.

Source Sursa: www.sciencenews.org
Text: Carolyn Gramling



Din aceeași categorie

Ciclul azotului la procariote

Archaea și ciclul azotului în natură

20 septembrie 2020 | Archaea