0,00 HUF

Nincsenek termékek a kosárban.

2024. március 28.

Genomikai időgép: A szivacs mikrobiomból betekintést nyerhetünk az evolúciós múltba

A korallzátonyokban élő szivacsok, amelyek kevésbé feltűnőek, mint korallszomszédaik, de fontosak a zátonyok általános egészsége szempontjából, a bolygó legkorábbi állatai közé tartoznak.

A  University of New Hampshire (UNH) új kutatása a korallzátonyok ökoszisztémáiba tekint be, és új megközelítéssel próbálja megérteni a szivacsok és a velük szimbiózisban élő mikrobák összetett evolúcióját. Ezzel a „genomikai időgéppel” a kutatók a zátonyok és az óceáni ökoszisztémák szempontjait több százmillió év drámai evolúciós változásai révén előre jelezhetik.

„Ez a tanulmány megmutatja, hogyan fejlődtek a mikrobiomok egy több mint 700 millió éves élőlénycsoportban” – nyilatkozta Sabrina Pankey, az UNH posztdoktori kutatója és a Nature Ecology & Evolution című folyóiratban nemrég megjelent tanulmány vezető szerzője.

„A szivacsok az éghajlatváltozásra reagálva egyre nagyobb számban fordulnak elő a zátonyokon, és óriási szerepet játszanak a vízminőségben és a tápanyagmegkötésben.”

A munka jelentősége azonban túlmutat a szivacsokon, mivel a genomika alapján új megközelítést nyújt a múlt megértéséhez.

„Ha rekonstruálni tudjuk az ilyen összetett mikrobiális közösségek evolúciós történetét, akkor sokat tudunk mondani a Föld múltjáról” – mondja a tanulmány társszerzője, David Plachetzki, az UNH molekuláris, sejt- és biomedicinális tudományok docense. – „Az ehhez hasonló kutatások feltárhatják a Föld óceánjainak kémiai összetételének olyan aspektusait, amelyek még a modern korallzátonyok létezése előttre nyúlnak vissza, vagy betekintést nyújthatnak abba a tumultusba, amelyet a tengeri ökoszisztémák a történelem legnagyobb, mintegy 252 millió évvel ezelőtt bekövetkezett kihalása után éltek át.”

A kutatók közel 100, a Karib-térségből származó szivacsfajt jellemeztek egy gépi tanulási módszerrel, amellyel modellezték a szivacsok egyedi mikrobiomjának – a bennük szimbiózisban élő mikrobák és baktériumok közösségének – minden egyes tagjának azonosságát és gyakoriságát.

Két különböző mikrobiom-összetételt találtak, amelyek a szivacsok táplálkozására (a szivacsok a tápanyagokat a testükön keresztül pumpált vízzel gyűjtik be) és a ragadozók elleni védekezésre használt eltérő stratégiákhoz vezettek – még a zátonyon egymás mellett élő fajok között is.

„A szimbiózisközösségek típusai, amelyeket ebben a tanulmányban leírunk, nagyon összetettek, mégis ki tudjuk mutatni, hogy egymástól függetlenül többször is kialakultak” – mondja Plachetzki.

Az új genomikai megközelítést kihasználva a kutatók megállapították, hogy az egyik ilyen különálló mikrobiom eredete, amelynek magas mikrobiális abundanciája (HMA) több mint egymilliárd mikrobát jelentett szövetgrammonként, akkor történt, amikor a Föld óceánjai a biogeokémiában jelentős változáson mentek keresztül, ami egybeesett a modern korallzátonyok keletkezésével.

Bár a gépi tanulás és a genomikus szekvenálás hozta létre a Plachetzki által „a mikrobiális vonalkód-szekvenálás remekművének” nevezett eredményeket, ez a kutatás a laboratóriumtól távol, a Karib-tenger meleg vizeiben kezdődött.

Forrás: phys.org