Tajemná mikrobiální temná hmota dominuje naší planetě
Téměř v každém prostředí na Zemi převládá mikrobiální temná hmota, zjistili vědci z Tennesseeské univerzity v Knoxville.
Termín “mikrobiální temná hmota” vědci používají pro všechny mikroby, které nelze laboratorně kultivovat, ať z důvodu nedostatku znalostí nebo neschopnosti vytvořit ty správné podmínky k jejich růstu. To představuje problém, protože jde o lidským zrakem nezachytitelné organismy, které lze jen obtížně zkoumat, neboť žijí v exotickém či téměř nedostupném prostředí, jako jsou třeba hlubiny moří nebo delfíní ústa. Aby se mohli něco o těchto mikrobech a jich životě dozvědět, museli by je v laboratorních podmínkách kultivovat.
Termín „ temná hmota “, který si mikrobiologové vypůjčili od astronomů, má zdůraznit nejen to, že jsou tyto nekultivované mikroby všudypřítomné a dosud málo o nich víme, ale i fakt, že mají zcela odlišnou fyziologii než kultivované mikroby.
Zatímco vědci o existenci nezdokumentovaných mikrobů již delší čas vědí, určit jejich množství na planetě je nesmírně náročné. Počítat mikrobi jeden po druhém by bylo nemožné, a dokonce i odhad jejich počtu se ukázal jako obtížný úkol.
Tým Karen Lloydové z Tennesseeské univerzity se však o to pokusil a zjistil, žene kultivované mikroby početně převládají ve všech hlavních prostředích na Zemi, včetně mořské i sladké vody, půdy, hypersalínového prostředí, mořského sedimentu, horkých pramenů, hydrotermálních průduchů, sněhu a hostitelských organismů. Vypočítali, že tvoří 81 procent všech mikrobiálních buněk na Zemi.
„Naším klíčovým zjištěním bylo, že s výjimkou mikrobů, které žijí na lidském těle, je většina mikrobiálních buněk na Zemi pro nás téměř neznámých,“ sdělila Lloydová. "Také jsme zjistili, že většina z nich je živých, což znamená, že v různém prostředí plní nějaké funkce – právě začínáme hádat, na základě jejich genů, oč by mohlo jít,” dodala.
Její tým odhaduje, že až čtvrtinu mikrobů na Zemi tvoří zhruba 30 kmenů mikrobů, které nikdy nebyly laboratorně kultivovány. Pro srovnání, všichni obratlovci tvoří jeden kmen, respektive podkmen. “To znamená, že tu potenciálně máme 30 různých druhů mikrobů, které se liší od všech již známých mikrobů asi tak jako žirafy od hvězdic,” poznamenala Lloydová.
Tým přišel ke svým závěrům poté, co nashromáždil sekvence DNA přibližně z 1,5 milionu nekultivovaných mikrobů ve veřejných genových databázích a porovnal je s 26 000 sekvencemi DNA těch, které již byly kultivovány.
Studium těchto mikrobů může být obzvlášť cenným nástrojem v různých vědních oborech."Některé z těchto mikrobů mohou mít geny, které by mohly být užitečné pro léčiva, výrobu potravin a energie nebo na zmírnění následků klimatických změn v zemědělství,"poukázala vědkyně. Některé z mikrobů jsou totiž schopny přežívat s extrémně nízkou energií nebo mohou mimořádně pomalu růst. Je také možné, že tyto mikroby nemohou samy o sobě růst a umírají, vyjmou-li se ze složitých vztahů, které mají mezi sebou navzájem nebo se svým konkrétním prostředím. “Protože tyto mikroby poskytují mnoho ekosystémových služeb – například napomáhají pěstování plodin a v boji proti klimatickým změnám – je vyřešení této velké hádanky zásadní výzvou pro moderní mikrobiologii,” zdůraznila Lloydová.