Уникальные микробы, очищающие воду, обнаружены в глубинах земли: новое слово в экологии
Недавнее исследование, опубликованное в журнале *Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)*, раскрывает удивительные свойства нового типа микроорганизмов, обозначенного как CSP1-3, которые играют ключевую роль в очистке воды, проходящей через слои почвы. Эти микробы были обнаружены в так называемой Критической зоне — важнейшем слое экосистемы Земли, который простирается от верхушек деревьев до глубины около 200 метров.
Количество и качество воды, а также питательных веществ в почве зависят от микробных сообществ, населяющих Критическую зону. По мнению ведущего микробиолога Джеймса Тиедже, соавтора исследования, именно эта зона выполняет функции естественного фильтра, очищая дождевую воду от загрязнителей, прежде чем она попадет в подземные системы, используемые человеком.
До настоящего времени существует значительный пробел в знаниях о микробах, обитающих на глубине, несмотря на их критическую роль в поддержании качества водоемов и подземных резервуаров. С исследованиями, проведенными в Айове (США) и Китае, ученые намеревались изучить распространение микробов CSP1-3 и оценить их вклад в процессы очистки воды.
Генетические анализы показали, что предшественники CSP1-3 ранее жили в водных экосистемах, таких как горячие источники, и со временем адаптировались к жизни в условиях глубоких, бедных кислородом почв. Удивительным фактом стало то, что данные микробы сохраняют активность в экстремальных пачках среды, на что указывают их способности медленно расти в условиях, которые ранее считались неблагоприятными для жизнедеятельности.
По информации исследователей, в некоторых образцах CSP1-3 составляли до 50% всего микробного сообщества, что является аномально высоким показателем по сравнению с более равномерным распределением организмов на поверхности почвы, где ни один вид не достигает подобной доминирующей позиции.
Микробы CSP1-3 используют углерод и азот, уносимые водой, в процессе своего метаболизма, тем самым улучшая качество воды, проходящей через толщу почвы. Их можно назвать «санитарами подземелья», и они играют важную роль в биоочистке на заключительных этапах круговорота воды.
Ученые поставили перед собой амбициозную задачу — вырастить эти микробы в лабораторных условиях. Это представляет собой сложную задачу, так как большинство микроорганизмов не поддаются культивированию вне их естественной среды обитания. Тем не менее, зная, что предки CSP1-3 обитали в высокотемпературных условиях, исследователи работают над созданием среды, приближенной к горячим источникам.
Кроме того, ученые планируют исследовать возможность разложения CSP1-3 стойких загрязнителей, что может открыть новые горизонты в борьбе с загрязнением почвы и подземных вод. Это потенциально может привести к разработке новых биоремедиационных технологий, способствующих восстановлению экосистем, а также улучшению качества питьевой воды.
Включение микробов в стратегии управления водными ресурсами и их использование в процессе очищения приведет к значительным улучшениям на уровне экологии и здоровья населения. Исследование CSP1-3 подчеркивает важность глубоких почвых экосистем и необходимость их охраны, в то время как мир сталкивается с последствиями изменения климата и загрязнения природной среды.
