Časopis Nature je 2012. godine otkrio da je ljudsko tijelo dom hiljadama vrsta mikroba, u seriji radova koji su otvorili put ka boljem razumijevanju utjecaja ljudskog mikrobioma na zdravlje.
Sada je u novom istraživanju dokumentirano više od 800.000 mikrobnih genoma, pri čemu je identificirano više od 500 novih vrsta bakterija i više od 300.000 različitih virusa u vodama Velikog koralnog grebena.
Ovu nevidljivu zajednicu dokumentirali su istraživači s Univerziteta Queensland i Australijskog instituta za nauku o moru (AIMS), analizirajući DNK iz uzoraka morske vode prikupljenih na 48 grebena.
Autori vjeruju da je ovo prvi put da je mikrobiom otvorenih voda Velikog koralnog grebena tako sveobuhvatno ispitan. Kreirali su bazu podataka mikrobnih genoma koja je dostupna svim istraživačima koji proučavaju Greben.
„Sada možemo početi proučavati šta čini mikrobiom grebena zdravim i kako ove nevidljive zajednice reagiraju na promjene na Velikom koralnom grebenu, poput izbjeljivanja koralja, oluja, taloženja sedimenta, ribolova i drugih vrsta pritiska“, navode autori.
Prije dvadesetak godina bilo je gotovo nemoguće identificirati i dokumentirati pripadnike ogromnih, ali nevidljivih zajednica mikroba koje žive u povezanosti s ljudima, biljkama i životinjama, a ključne su za život na Zemlji.
Napredak u sekvenciranju DNK omogućio je naučnicima da dokumentiraju i počnu mijenjati zajednice mikroba koje, naprimjer, doprinose zdravlju ljudi i biljaka. Najnovija dostignuća sada omogućavaju proučavanje mikrobioma širom ogromnog ekosistema kakav je Veliki koralni greben.
„Ovi mikrobi su važni. Mikroalge proizvode veliki dio kisika koji udišemo i čine osnovu lanaca ishrane u otvorenim okeanima. Njima se hrane kril i drugi zooplanktoni, koje zatim jedu druge životinje, od najmanjih koralnih polipa do najvećih kitova. Međutim, do sada nismo mogli vidjeti ove zajednice“, objašnjavaju istraživači.
Prikupljanje i sekvenciranje mikrobne DNK u okeanima veoma je zahtjevno. Okeanske struje neprestano miješaju vodu, a samo jedna kap može sadržavati hiljade različitih, često veoma srodnih mikroba koji zajedno čine izuzetno složene zajednice.
Mnogi okeanski mikrobi prilagođeni su i životu u sredinama s malom količinom hranljivih tvari, što je uobičajeno za okeanske ekosisteme. Zbog toga njihova DNK sadrži mali udio gvanina i citozina, dvije od četiri baze koje formiraju dvostruku spiralu DNK. Kombinacija niskog udjela ovih baza i složenosti mikrobnih zajednica dodatno otežava istraživanje.
„U ovom istraživanju koristili smo nove tehnologije sekvenciranja dugih fragmenata, koje zaobilaze ove poteškoće i znatno olakšavaju sastavljanje svakog mikrobnog genoma. Ono što je ranije izgledalo kao slagalica s desetinama hiljada dijelova sada postaje znatno jednostavnije, s mnogo manje dijelova za svaki prosječni mikrobni genom“, navode autori.
Glavna otkrića
Istraživači su identificirali 5.283 različita genoma bakterija i arheja, odnosno 876 zasebnih vrsta. Oko dvije trećine njih do sada nije bilo zabilježeno u javnim bazama podataka i prvi put je dostupno za detaljnije proučavanje.
Identificirane su i 362.802 različite vrste virusa, među kojima je i Crassvirales, virus koji inficira bakterije i koji je prvi put pronađen u ljudskim crijevima 2014. godine. U početku se smatralo da bi mogao biti pokazatelj prisustva ljudskog ili životinjskog biološkog otpada, ali novo istraživanje pokazuje da se nalazi i u otvorenim okeanskim vodama.
Naučnici su uspjeli izdvojiti i kompletne hromosome mikroalgi Bathycoccus i Ostreococcus, dvije vrste koje su među najrasprostranjenijim mikroalgama na Velikom koralnom grebenu, direktno iz morske vode.
Rezultati istraživanja upotpunit će dugoročno praćenje stanja Velikog koralnog grebena, koje Australijski institut za nauku o moru provodi više od 40 godina.