Впервые исследователи нанесли на карту биологическое разнообразие морских отложений, одного из крупнейших глобальных биомов Земли. Хотя морские отложения покрывают 70% земной поверхности, мало что было известно о глобальных закономерностях микробного разнообразия.
Группа исследователей из Японского агентства морских и земных наук и технологий (JAMSTEC), Университета Хиого, Университета Коти, Бременского университета и Университета Род-Айленда определила глобальное разнообразие микробы в морских отложениях. Для исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences, Тацухико Хосино, старший научный сотрудник JAMSTEC, и его коллеги, включая профессора Высшей школы океанографии URI Стивена Д'Ондта, проанализировали 299 образцов морских отложений, собранных в качестве образцов керна с 40 участков. вокруг света. Глубина их выборки варьировалась от морского дна до 678 метров под ним. Чтобы точно определить разнообразие микробных сообществ, авторы извлекли и секвенировали ДНК из каждого замороженного образца в одних и тех же чистых лабораторных условиях.
Последовательности гена 16S рРНК (приблизительно 50 миллионов последовательностей), полученные в результате комплексного секвенирования нового поколения, были проанализированы для определения состава микробного сообщества в каждом образце. Из этих 50 миллионов последовательностей исследовательская группа обнаружила почти 40 000 различных типов микроорганизмов в морских отложениях, причем разнообразие обычно уменьшается с глубиной. Команда обнаружила, что состав микробного сообщества значительно различается между богатыми органическими веществами отложениями континентальных окраин и бедными питательными веществами отложениями открытого океана, и что наличие или отсутствие кислорода и концентрация органического вещества являются основными факторами, определяющими состав сообщества.
Сравнивая свои результаты с предыдущими исследованиями верхнего слоя почвы и морской воды, исследователи обнаружили, что каждый из этих трех глобальных биомов - морской отложения, верхний слой почвы и морская вода - имеет разные микробные сообщества, но сходное общее разнообразие. «Было неожиданным открытием, что микробное разнообразие в темном, ограниченном энергией мире под морским дном так же разнообразно, как и в поверхностных биомах Земли», - сказал Хосино..
Кроме того, объединив оценки разнообразия бактерий и архей для этих трех биомов, исследователи обнаружили, что бактерии гораздо более разнообразны, чем археи – микробы, отличные от бактерий и известные тем, что живут в экстремальных условиях – на Земле.
«В этом отношении микробное разнообразие в темном царстве морских отложений напоминает микробное разнообразие в поверхностном мире», - сказал Д'Ондт. «Очень интересно взглянуть на биологическое богатство этого темного мира».