«Работа стремится обеспечивать фундаментальное понимание того, как биоразнообразие способствует функционированию экосистемы», сказал соответствующий автор Костас Константинидис, доктор философии.Несмотря на небольшое население каждой редкой разновидности в микробном сообществе, такие разновидности могут пронумеровать целых несколько сотен в сообществе, таком, что так называемая «редкая биосфера» может составлять примерно 20-30 процентов отдельных бактерий в водном сообществе.
Поскольку авторы показали в исследовании, чистые числа редких разновидностей привели к редкой биосфере, содержащей большое водохранилище генов, которые могут ухудшить важные органические загрязнители, и это могло помочь всему микробному сообществу поддержать стабильность перед лицом изменяющихся условий, возможно включая изменение климата.Чтобы исследовать эту проблему, авторов, команда из Технологического института штата Джорджия, Атланта, установила «mesocosms» – внутренние экспериментальные системы – содержащий 20 литров воды, каждого.
Они привили их с пробами воды из соседнего пресноводного Озера Ланье.Констэнтинидис сказал, что они тогда вели три часто используемых органических химиката в mesocosms. Дизайном эти химикаты не присутствовали в mesocosms во время выборки, сказал Констэнтинидис, который является Адъюнкт-профессором Карлтона С. Уайлдера в Школе Гражданской & Инженерной защиты окружающей среды в Технологическом институте Джорджии. Причина этого состоит в том, который приходит к соглашению, которые распространены в озере, обычно усваиваются богатыми членами микробного сообщества, и так не пролил бы свет на редкую биосферу. «Кроме того, Важные экологические загрязнители обычно при низкой концентрации в наиболее окружающих средах, подобных органическим соединениям, используемым здесь – кроме во время крупных событий, таких как разливы нефти,» сказал Констэнтинидис. (изображение: внутренний mesocosm в оранжерее.
Викисклад)Оцененные комплексы включали 2,4-dichlorophenoxyacetic (2,4-D) кислоту, широко используемый гербицид, который является эндокринным разрушителем и «возможным канцерогеном для человека», по данным Международного Агентства для Исследования в области Рака (IARC); кофеин (1,3,7-trimethyluric кислота); и 4-nitrophenol (4 непера), предшественник нескольких фунгицидов и продукт разложения пестицидов.«Мы выбрали эти комплексы, потому что их пути биологического распада и основные гены известны, который облегчил отслеживание, какое микробное население закодировало белки для биологического распада этих органических соединений», сказал Констэнтинидис.
Исследователи тогда неоднократно пробовали mesocosms, чтобы определить, какие бактериальные разновидности умножились или стали исчерпанными в ответ на химикаты. «Результаты позволили нам строго проверять гипотезу, что низкие разновидности изобилия, в противоположность общей разновидности, при условии метаболическое разнообразие, которое позволило сообществу ответить на добавленные комплексы и изменяющиеся условия», сказал Констэнтинидис.Мотивация для исследования должна была быть в состоянии лучше предсказать, как микробные сообщества ответят на будущие волнения, такие как пестициды, разливы нефти и даже изменение климата, сказал Констэнтинидис.
Вопросы, на которые это могло бы помочь ответить, включают, тот из как ценное микробное разнообразие для функционирования экосистемы, включая для поддержания упругости к вызванному человеком загрязнению. Результаты этого и будущих исследований могли бы также помочь позволить предсказать последствия потери биоразнообразия, например, в связи с крупными разливами загрязнителя или изменением климата.