Микробное разнообразие под морским дном так же велико, как на поверхности Земли

Впервые исследователи нанесли на карту биологическое разнообразие морских осадков — одного из крупнейших глобальных биомов Земли. Хотя морские осадки покрывают 70% поверхности Земли, об их глобальных закономерностях микробного разнообразия было известно мало.

Команда исследователей из Японского агентства науки и технологий по изучению морских недр (JAMSTEC), Университета Хёго, Университета Коти, Университета Бремена и Университета Род-Айленда определила глобальное разнообразие микробов в морских осадках. 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 Университета Род-Айленда Стивена Д'Ондта, проанализировали 299 образцов морских осадков, собранных в виде кернов с 40 участков по всему земному шару. Глубина отбора проб варьировалась от морского дна до 678 метров под ним. Для точного определения разнообразия микробных сообществ авторы выделили и секвенировали ДНК из каждого замороженного образца в одинаковых чистых лабораторных условиях.

Полученные с помощью комплексного секвенирования нового поколения последовательности гена 16S рРНК (примерно 50 миллионов последовательностей) 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 осадках, причем разнообразие, как правило, уменьшалось с глубиной. Команда обнаружила, что состав микробного сообщества значительно различается между богатыми органикой осадками континентальных окраин и бедными питательными веществами осадками открытого океана, а наличие или отсутствие кислорода и концентрация органического вещества являются основными факторами, определяющими состав сообщества.

Сравнив свои результаты с предыдущими исследованиями поверхностного слоя почвы и морской воды, исследователи обнаружили, что каждый из этих трех глобальных биомов — морские осадки, поверхностный слой почвы и морская вода — имеет разные микробные сообщества, но схожее общее разнообразие. «Неожиданным открытием стало то, что микробное разнообразие в темном, бедном энергией мире под морским дном так же велико, как в биомах поверхности Земли», — сказал Хосино.

Кроме того, объединив оценки разнообразия бактерий и архей для этих трех биомов, исследователи обнаружили, что бактерии на Земле гораздо более разнообразны, чем археи — микробы, отличные от бактерий и известные своей способностью жить в экстремальных условиях.