Вчені: субарктичні річки синхронно міняють склад бактерій кожного сезону

Американські вчені вивчили бактерії шести субарктичних річок. Виявилось, що ці водоймища міняють видовий і кількісний склад бактерій в своїх водах кожного сезону. Але найдивовижніше, що в різних частинах світу зміни відбуваються синхронно. Над наслідками відкриття роздумувала ціла група університетів.
"Мало хто чекав, що така нестабільна і чутлива система може так синхронно змінюватися в шести річках. Більш того, наші дослідження показали, що після одного такого річного циклу співтовариства повертаються до свого первинного стану, і цикл починався наново. Тобто з року в рік склад співтовариств взимку, влітку і весною завжди однаковий", - розповідають автори дослідження, повідомляє Infox.ru.
Учені з університету штату Меріленд, Океанографічного інституту Вудс-Холла і ще декількох американських університетів разом з професором Байроном Крампом виконали надзвичайно велику роботу - вони вивчили склад співтовариств бактерій шести найбільших річок субарктичного басейну: Обі, Лєни, Колими, Єнісею, Юкона і Макензі. А потім протягом трьох років ще і стежили, як міняється склад цих бактеріопланктонних співтовариств.
Співтовариства бактеріопланктону (бактерій, що живуть у водоймищах) - незвичайно різноманітна і динамічна система. Щонайменші зміни в середовищі миттєво призводять до повної перебудови видового складу і структури цих співтовариств.
Взагалі-то, бактеріопланктон вивчений вкрай погано. В основному дослідження зосереджені на мешканцях озер. Що стосується річок, то тут залишається безліч невирішених питань. Зі всіх 25 найбільших річок світу тільки в чотирьох детально вивчався склад бактерій - це річка Коламбія (США), Янцзи (Китай), Макензі (Канада) і Парана (Бразилія).
В результаті учені виявили дивовижну річ: видовий склад бактерій у всіх шести річках абсолютно синхронно змінювався три рази на рік - в період зимової і літньої межені і під час весняної повені.
Відібравши проби води, учені за допомогою аналізу рибосомальних РНК бактерій з'ясували їх видову приналежність. У всіх річках домінували абсолютно звичайні для прісних водоймищ групи бактерій: Bacteroidetes, Betaproteobacteria, Actinobacteria. Під час трьох періодів синхронно змінювалося їх співвідношення, а також ще додавалися нові види, яких було зовсім небагато.
Учені відзначають, що якщо скласти площу водозбору кожній з шести річок, то цифра виявиться величезною - 11 млн км кв. Коли мова йде про такі величезні відстані, то украй малоймовірно, що бактерії по повітрю потрапляють з однієї річки в іншу, та ще і в один і той же час. Тут явно працюють інші механізми, вважають автори роботи.
"Синхронні цикли, які ми виявили, пов'язані з кліматичними і гідрологічними змінами в масштабі цілої півкулі", - затверджує професор Крамп і його колеги.
На думку авторів дослідження, ключову роль в цих циклах грає кількість у воді розчиненої органічної речовини, іонів калію, натрію, кальцію, хлору і магнію. Такі сезонні зміни в хімії води пов'язані з особливостями режиму харчування річок.
Наприклад, взимку рівень змісту іонів калію, натрію, кальцію, магнію і хлору високий, а ось розчиненої органічної речовини стає менше. Це пов'язано з тим, що зимою річки живляться, в основному, підземними водами.
Картина абсолютно змінюється навесні - кількість розчиненої органічної речовини підвищується, адже талий сніг несе в річки частинки змитого ґрунту, багатою органікою. А ось кількість іонів, навпаки, зменшується. Влітку ж кількість органіки знову знижується, оскільки зменшується надходження води.
За хімією води міняється і склад співтовариств бактерій. Причому система працює на подив чітко і злагоджено.
Тому, вважає професор Крамп, співтовариства бактерій можуть бути дуже чітким індикатором змін, що відбуваються в навколишньому середовищі, наприклад, пов'язаних з кліматом. Втім, для того, щоб зрозуміти, чи так вже стабільні ці цикли, очевидно, що три роки досліджень мало. Потрібні як мінімум десятки років спостережень.
Результати дослідження американських учених опубліковані в останньому номері журналу PNAS.
Схоже відкриття недавно зробили вірусологи - вони знайшли в Антарктиді озеро з вірусами, які міняють свій ДНК залежно від пір року.
Відзначимо, що людська ДНК на 30% складається з вірусів. Крім того, в тілі людини декілька трильйонів клітин і понад 100 трильйонів бактерій п'ятисот видів. За кількістю ДНК в наших тілах переважають саме бактерії, а не людські клітини.
Це біологічне співжиття вигідне обом сторонам. Проте всі аспекти такої взаємодії досі вивчені погано.

Источник: Хрещатик - Київська мунiципальна газета | Прочитать на источнике