Древо жизни только что стало немного больше: группа ученых из США и Китая определила совершенно новую группу микробов, спокойно живущих в горячих источниках, геотермальных системах и гидротермальных отложениях по всему миру. Микробы, по-видимому, играют важную роль в глобальном углеродном цикле, помогая разлагать разлагающиеся растения, не производя парниковый газ метан.
«Климатологи должны учитывать эти новые микробы в своих моделях, чтобы более точно понять, как они повлияют на изменение климата», - сказал Бретт Бейкер, доцент Техасского университета в Институте морских наук Остина, который руководил исследованием. опубликовано 23 апреля в Nature Communications.
Новая группа, которую биологи называют типом, названа Brockarchaeota в честь Томаса Брока, пионера в изучении микробов, живущих в экстремальных условиях, таких как горячие источники Йеллоустонского национального парка. К сожалению, Брок умер 4 апреля. Его исследования привели к созданию мощного биотехнологического инструмента под названием ПЦР, который используется, среди прочего, для секвенирования генов и тестов на COVID-19.
«Описание этих новых микробов из горячих источников - достойная дань уважения наследию Тома в области микробиологии», - добавил Бейкер.
До сих пор Brockarchaeota не выращивали в лаборатории и не изучали под микроскопом. Вместо этого они были идентифицированы путем кропотливой реконструкции их геномов из кусочков генетического материала, собранного в образцах из горячих источников в Китае и гидротермальных отложений в Калифорнийском заливе. Бейкер и его команда использовали высокопроизводительное секвенирование ДНК и инновационные вычислительные подходы, чтобы собрать воедино геномы недавно описанных организмов. Ученые также определили гены, которые указывают на то, как они потребляют питательные вещества, производят энергию и производят отходы.
«Когда мы заглянули в общедоступные генетические базы данных, мы увидели, что они были собраны по всему миру, но описаны как «некультивируемые микроорганизмы», - сказала Валери Де Анда, первый автор новой статьи, ссылаясь на собранные образцы. другими исследователями из горячих источников в Южной Африке и Йеллоустоуне в Вайоминге, а также из озерных отложений в Индонезии и Руанде. «Существовали генетические последовательности, уходящие в прошлое на десятилетия, но ни одна из них не была полной. Итак, мы реконструировали первые геномы в этом типе, а затем поняли, вау, они разбросаны по всему миру и полностью упущены из виду».
Brockarchaeota являются частью более крупной, малоизученной группы микробов, называемых археями. До сих пор ученые думали, что единственными археями, участвующими в расщеплении метилированных соединений, то есть разлагающихся растений, фитопланктона и других органических веществ, являются те, которые также производят парниковый газ метан.
«Они используют новый метаболизм, о существовании которого мы не знали у архей», - сказал Де Анда. «И это очень важно, потому что морские отложения являются самым большим резервуаром органического углерода на Земле. Эти археи перерабатывают углерод, не производя метан. Это дает им уникальное экологическое положение в природе».
Филюм - это широкая группа родственных организмов. Чтобы понять, насколько велики и разнообразны типы, представьте, что один только тип хордовых включает рыб, земноводных, рептилий, птиц, млекопитающих и асцидий. Тип членистоногих, на долю которого приходится около 80% всех животных, включает насекомых, паукообразных (например, пауков, скорпионов и клещей) и ракообразных (крабы, омары, креветки и других вкусных морских обитателей).
В июле 2020 года Бейкер, Де Анда и другие предположили возможное существование нескольких новых типов среди архей, включая Brockarchaeota, в обзорной статье в журнале Nature Microbiology. Это последнее исследование добавляет к Brockarchaeota более дюжины новых видов, описывает их метаболизм и демонстрирует, что они действительно представляют собой совершенно новый тип.
В дополнение к расщеплению органического вещества, у этих недавно описанных микробов есть и другие метаболические пути, которые, как полагает Де Анда, могут когда-нибудь быть полезными в приложениях, варьирующихся от биотехнологии до сельского хозяйства и биотоплива.