Участие микроорганизмов в биогеохимических процессах.
При изучении некоторых экосистем складывается парадоксальная ситуация, когда известно о протекании в этой системе определенного процесса, доказана его биологическая природа, но остаются неизвестными организмы, осуществляющие этот процесс. В качестве примера можно привести изучение процессов микробного окисления метана (метанотрофии). Микроорганизмы, осуществляющие это превращение (аэробные метанотрофы), их видовой состав, метаболизм и экология достаточно хорошо изучены. При изучении морских глубоководных экосистем оказалось, что значительная часть метана потребляется еще в анаэробной зоне, не доходя до слоев воды, обогащенных кислородом. В этот процесс вовлекается 5-20 % от общего количества метана, поступающего в атмосферу. Однако процесс анаэробного окисления метана оказался классическим «черным ящиком»: организмы, его осуществляющие, и соответственно механизм самого процесса оставались и до сих пор остаются неизвестными. Согласно одному из возможных гипотетических сценариев, этот процесс сопряженный и включает транспорт электронов от метана к сульфату. Возможно, он осуществляется несколькими организмами, включая метаногенов (с «обратным» метаболизмом) и сульфатредукторов.
Ключевую роль в решении этой проблемы сыграли молекулярно-экологические исследования. В различных обогащенных метаном экосистемах с помощью ПЦР- тсхнологии и сиквенс-анализа генов 16S рРНК были найдены филотипы неизвестных ранее архей-метаногенов, а также филотипы бактерий-сульфатредукторов. На основании этих исследований были созданы специфические зонды, и их применение в FISH- технологии позволило непосредственно в природных образцах обнаружить микроконсорциумы, состоящие из метаногенов и сульфатредукторов. Это стало наиболее строгим в настоящее время доказательством того, что окисление метана в анаэробных условиях происходит как процесс, обратный метаногенезу и сопряженный с сульфатрсдукцией.
|
|
|
В настоящее время молекулярно-экологические исследования очень быстро развиваются и, по-видимому, позволят сделать новые открытия, касающиеся разнообразия и функционирования прокариот в природных условиях.
Один из основателей молекулярной экологии американский исследователь Н. Пэйс предложил осуществить грандиозный проект, согласно которому предполагается изучить по нескольку тысяч клонов-филотипов, представляющих природные сообщества всех возможных экологических ниш современной биосферы. Масштаб такого проекта сопоставим с недавно завершенным гигантским проектом по секвенированию генома человека, но в случае его осуществления наши представления о разнообразии микромира несомненно чрезвычайно расширятся.
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 35; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!