Livets träd har precis blivit lite större:ett team av forskare från USA och Kina har identifierat en helt ny grupp mikrober som tyst lever i varma källor, geotermiska system och hydrotermiska sediment runt om i världen. Mikroberna verkar spela en viktig roll i den globala kolcykeln genom att hjälpa till att bryta ner ruttnande växter utan att producera växthusgasen metan.

"Klimatforskare borde ta hänsyn till dessa nya mikrober i sina modeller för att mer exakt förstå hur de kommer att påverka klimatförändringarna, sa Brett Baker, biträdande professor vid University of Texas vid Austin's Marine Science Institute som ledde forskningen publicerad 23 april i Naturkommunikation .

Den nya gruppen, som biologer kallar en filum, heter Brockarchaeota efter Thomas Brock, en pionjär inom studiet av mikrober som lever i extrema miljöer som de varma källorna i Yellowstone National Park. Tyvärr, Brock dog den 4 april. Hans forskning ledde till ett kraftfullt biotekniskt verktyg som heter PCR, som används, bland annat, i gensekvensering och covid-19-tester.

"Beskrivningen av dessa nya mikrober från varma källor är en passande hyllning till Toms arv inom mikrobiologi, ", tillade Baker.

Än så länge, Brockarchaeota har inte framgångsrikt odlats i ett laboratorium eller avbildats under ett mikroskop. Istället, de identifierades genom att noggrant rekonstruera deras genom från bitar av genetiskt material som samlats in i prover från varma källor i Kina och hydrotermiska sediment i Kaliforniens golf. Baker och teamet använde DNA-sekvensering med hög genomströmning och innovativa beräkningsmetoder för att sätta ihop genomen från de nyligen beskrivna organismerna. Forskarna identifierade också gener som tyder på hur de konsumerar näringsämnen, producera energi och generera avfall.

"När vi tittade i offentliga genetiska databaser, vi såg att de hade samlats in över hela världen men beskrevs som "oodlade mikroorganismer, '" sa Valerie De Anda, första författare till den nya tidningen, hänvisar till exemplar insamlade av andra forskare från varma källor i Sydafrika och Wyomings Yellowstone, och från sjösediment i Indonesien och Rwanda. "Det fanns genetiska sekvenser som gick tillbaka årtionden, men ingen av dem var komplett. Så, vi rekonstruerade de första genomen i denna filum och sedan insåg vi, Wow, de finns runt om i världen och har blivit helt förbisedda."

Brockarchaeota är en del av en större, dåligt studerad grupp av mikrober som kallas archaea. Tills nu, forskare trodde att den enda arkean som var involverad i att bryta ner metylerade föreningar - det vill säga, ruttnande växter, växtplankton och annat organiskt material — var de som också producerade växthusgasen metan.

"De använder en ny metabolism som vi inte visste fanns i archaea, ", sade De Anda. "Och detta är mycket viktigt eftersom marina sediment är den största reservoaren av organiskt kol på jorden. Dessa arkéer återvinner kol utan att producera metan. Detta ger dem en unik ekologisk position i naturen."

En filum är en bred grupp av besläktade organismer. För att få en känsla av hur stora och mångfaldiga phyla är, anser att filum Chordata enbart inkluderar fisk, groddjur, reptiler, fåglar, däggdjur och havssprutor. Filum Arthropoda, som står för cirka 80 % av alla djur, inkluderar insekter, spindeldjur (som spindlar, skorpioner och fästingar) och kräftdjur (krabbor, hummer, räka, och andra välsmakande havsbor).

I juli 2020, Bagare, De Anda och andra föreslog den möjliga existensen av flera nya phyla bland arkéerna, inklusive Brockarchaeota, i en recensionsartikel i Naturmikrobiologi . Denna senaste studie lägger till mer än ett dussin nya arter till Brockarchaeota, beskriver deras ämnesomsättning och visar att de verkligen är en distinkt ny filum.

Förutom att bryta ner organiskt material, dessa nyligen beskrivna mikrober har andra metaboliska vägar som De Anda spekulerar att en dag kan vara användbara i tillämpningar som sträcker sig från bioteknik till jordbruk till biobränslen.