Forskare har dokumenterat omfattande mångfald i de mikrobiella samhällena som lever i de extremt heta, djuphavssediment som ligger i Guaymasbassängen i Kaliforniens viken. Den här utsikten över Guaymas Basin -havsbotten togs genom fönstret på Alvin -dränkaren av Brett Baker i november 2018. Kredit:Brett Baker/University of Texas i Austin.
Forskare vid University of Texas vid Austins Marine Science Institute har upptäckt nästan två dussin nya typer av mikrober, många av dem använder kolväten som metan och butan som energikällor för att överleva och växa - vilket betyder att de nyligen identifierade bakterierna kan hjälpa till att begränsa koncentrationerna av växthusgaser i atmosfären och en dag kan vara användbara för att rensa upp oljeutsläpp.
I ett papper publicerat i Naturkommunikation Denna vecka, forskare dokumenterade omfattande mångfald i mikrobiella samhällen som lever i de extremt heta, djuphavssediment som ligger i Guaymasbassängen i Kaliforniens viken. Teamet avslöjade nya mikrobiella arter som är så genetiskt annorlunda än de som tidigare har studerats att de representerar nya grenar i livets träd. Många av samma arter har starka föroreningar som äter, som andra, tidigare identifierade mikrober i havet och jorden.
"Detta visar att de djupa haven innehåller expansiv outforskad biologisk mångfald, och mikroskopiska organismer där kan bryta ned olja och andra skadliga kemikalier, "sade biträdande professor i marinvetenskap Brett Baker, tidningens primära utredare. "Under havsbotten är stora reservoarer av kolvätegaser - inklusive metan, propan, butan och andra - existerar nu, och dessa mikrober förhindrar att växthusgaser släpps ut i atmosfären. "
Den nya studien, som representerar den största genomiska provtagningen av sediment från Guaymas Basin, var medförfattare av tidigare UT-postdoktor Nina Dombrowski och professor Andreas P. Teske vid University of North Carolina.
Brett Baker (vänster) och piloten Jefferson Grau inne i djuphavets nedsänkta Alvin under ett dyk i Guaymasbassängen i november 2018. Kredit:Andreas Teske
Forskarnas analys av sediment från 2, 000 meter under ytan, där vulkanisk aktivitet höjer temperaturen till cirka 200 grader Celsius, återvunna 551 genomer, 22 av dessa representerade nya poster i livets träd. Enligt Baker, dessa nya arter var tillräckligt genetiskt olika för att representera nya grenar i livets träd, och vissa var tillräckligt olika för att representera en helt ny fil.
"Livets träd är något som människor har försökt förstå sedan Darwin kom på konceptet för över 150 år sedan, och det är fortfarande detta rörliga mål för tillfället, "sa Baker, som tidigare ingick i ett team som har kartlagt det mest omfattande genomiska trädet i livet hittills. "Att försöka kartlägga trädet är verkligen avgörande för att förstå alla aspekter av biologi. Med DNA -sekvensering och datormetoder som vi använder, vi närmar oss, och saker expanderar snabbt. "
Endast cirka 0,1 procent av världens mikrober kan odlas, vilket betyder att det finns tusentals, kanske till och med miljoner, av mikrober som ännu inte har upptäckts.
Bakers team undersöker interaktioner mellan mikrobiella samhällen och de näringsämnen som finns tillgängliga för dem i miljön genom att ta prover av sediment och mikrober i naturen, och sedan extrahera DNA från proverna. Forskarna sekvenserar DNA:t för att sätta ihop enskilda genomer, uppsättningarna gener i varje organism, och härleda från data hur mikrober konsumerar olika näringsämnen.
Dykningen i Alvin djuphav väntar ännu en insamlingskörning i Guaymasbassängen i november 2018. Kredit:Brett Baker/University of Texas i Austin
"För detta, vi försöker leta efter organismer som har studerats tidigare och letar efter likheter och skillnader, "sa Dombrowski, som nu är vid Royal Netherlands Institute for Sea Research. "Det här kan till en början låta enkelt, men är verkligen inte det, eftersom ofta mer än hälften av de gener vi hittar hittills är okarakteriserade och okända. "
Proverna samlades in med Alvin nedsänkbar, samma sub som hittade Titanic, eftersom mikroberna lever i extrema miljöer. Teske, som samarbetade med Baker och Dombrowski, har drivit provinsamling vid Guaymas Basin i flera år, arbetar med forskare över hela världen som använder olika metoder för att studera livet där.
Den här månaden, Baker ingår i ett team på Alvin -provtagningen i områden i bassängen som tidigare aldrig har studerats.
"Vi tror att detta förmodligen bara är toppen av isberget när det gäller mångfald i Guaymasbassängen, "Sa Baker." Så, vi gör mycket mer DNA -sekvensering för att försöka få grepp om hur mycket mer det finns. Det här dokumentet är egentligen bara vår första ledtråd om vad dessa saker är och vad de gör. "