Forskargruppen för biträdande professor Yuu Hirose vid Institutionen för tillämpad kemi och livsvetenskap vid Toyohashi University of Technology, Niigata University, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), och National Institute of Polar Research, har avslöjat samhällsstrukturen för mikroorganismer som lever runt sötvattenssjöar i Langhovde och Skarvsnes isfria områden i Antarktis.

En analys av prover som samlats in från sjöstränder, pölar, etc. med hjälp av en nästa generations sequencer har verifierat att cyanobakterier och tardigrader är utbredda och specifika eukaryota alger är dominerande på vissa platser. Denna kunskap kommer att bidra till att klargöra anpassningsmekanismer för mikroorganismer till allvarliga fysiska påfrestningar i Antarktis, t.ex. låga temperaturer, ultraviolett bestrålning och frys-tin-cykler.

Det mesta av Antarktis är täckt av tjock snö och is, dock; det finns isfria områden där mark utsätts. De isfria områdena upptar endast cirka 0,2% av området i Antarktis, men en mängd olika mikroorganismer har observerats, och områdena kallas också "Antarktis -oaser". Två isfria områden som heter Langhovde och Skarvsnes finns nära Showa station, Antarktis, och det finns 50 eller fler stora och små sjöar i dessa områden. Vatten fryser inte i botten av dessa sjöar under hela året och ett unikt ekosystem som kallas "mosspelare, "som främst inkluderar mossa och svampar, distribueras.

Assisterande prof. Yuu Hirose och andra vid Institutionen för tillämpad kemi och livsvetenskap vid Toyohashi tekniska universitet fokuserade på stränderna i sötvattensjöar och pölar och vattendrag från snösmältvatten. Dessa miljöer är helt frusna under vintersäsongen och utsätts därför för mer extrem stress (t.ex. frysning och upptining och temperaturförändringar), än det i botten av sjöar.

Under de senaste åren har en teknik för att analysera mikrobiell samhällsstruktur i miljöer med hjälp av nästa generations sequencer har utvecklats. Denna metod har en högre känslighet och bättre kvantitativa egenskaper än för konventionella tekniker såsom mikroskopobservation. Assistent professor Hirose använde denna metod för att analysera mikrobiella samhällsstrukturer på totalt 13 platser i närheten av sötvattenssjöar i Antarktis. Resultaten avslöjade att filamentösa cyanobakterier var utbredda, och även att andelen encelliga cyanobakterier och cyanobakterier med celldifferentieringskapacitet (kallad heterocyster), var liten.

De mest utbredda eukaryoter var tardigrader med motståndskraft mot torrhet och låga temperaturer. Det verifierades att specifika eukaryota alger såsom cryptophyceae och gröna alger var dominerande på vissa platser. Det fanns också platser inklusive nematoder som matade på alger. Det är intressant att de svampar som var mest dominerande i mosspelare inte var majoritet i dessa områden. Resultaten ovan visade att en mängd olika organismer lever även under svåra miljöer, t.ex. de grundare delarna av sjöar, och pölar och vattendrag.

Förtydligande av den molekylära mekanismen för hur mikroorganismer som lever i dessa områden anpassar sig till allvarliga påfrestningar förväntas i framtiden. Det är viktigt att klargöra sambandet mellan miljöfaktorer, såsom temperatur och ljusförhållanden, och samhällsstrukturer för mikroorganismer. Övervakning och underhåll av det antarktiska ekosystemet baserat på denna information är också viktigt.