Статьи

Обнародованы результаты Переписи микробов мирового океана
03.07.2013

Акантарии – один из четырех типов больших амеб, встречающихся в открытом море.Подводя итоги десятилетней совместной работы и научных изысканий, морские исследователи из более 80 стран, включая шестерых ученых из Морской биологической лаборатории (MBL), 4 октября представили первую всемирную Перепись морской жизни, которая демонстрирует кто, в каких количествах и где обитает в мировом океане. В одном из самых масштабных научных проектов когда-либо проведенных, более 2 700 ученых провели 9 000 дней в море, проведя свыше 540 экспедиций в поисках необходимых данных.

На фото: Акантарии – один из четырех типов больших амеб, встречающихся в открытом море. Их хрупкие скелеты состоят из цельного кристалла сульфата стронция, который быстро растворяется в океане после того, как клетки отмирают. (Фото: Линда Амарал Зеттлер, с использованием микроскопа).

В результате ученые выяснили, что возможно существование около 1 миллиарда видов морских микробов – что в 100 раз превышает разнообразие растений и животных – и не менее 38 000 видов микробов обретается в литре обыкновенной морской воды.

Команда исследователей из Центра MBL в бухте Павла и их коллеги из 25 стран входят в число ученых, принимающих участие в составлении общей Переписи и ведущих проект Международной переписи морских микробов (ICoMM), который сосредоточил внимание на биологическом разнообразии микроскопических форм жизни в мировом океане.

За последние шесть лет ICoMM накопило более 25 миллионов генетических последовательностей микробов, которые обитают в 1 200 местах Земли – от полярных заливов до тропических морей; от дельт рек до открытых вод; на кораллах, губках и скелетах китов; начиная водной поверхностью и заканчивая глубоководными скважинами.

Микробы являются наиболее биологически разнообразной группой организмов, особенно те из них, которые обитают в океанах. В течение трёх миллиардов лет эти создания принимали участие в процессах, ключевых в формировании пригодной для жизни планеты.

В 2006 году ученые ICoMM совершили поразительное открытие: в то время как всего лишь несколько видов микробов заполонили океаны, остальные – крайне малочисленны. Митчелл Согин, директор Центра MBL в бухте Павла и руководитель проекта ICoMM, назвал новое и доселе неизведанное царство жизни микробов «редкой биосферой».

Вскоре после данного открытия г-н Согин начал применять мощный анализатор ДНК, который позволил исследовать множественные образцы разнообразия микробной жизни с намного большей скоростью. Новый метод, называемый «пиро-теггингом», позволил привлечь дополнительное финансирование для расширения переписи. Обращение к ученым коллегам получило восторженные и высокопрофессиональные отзывы, и 40 новых лабораторий согласились присылать образцы микробных морских организмов для исследования в MBL.

– С самого начала, как только мы начали задумываться над тем, каким образом сможем осуществить научное обозрение морских микробов, нам помогла широкая общественность, – утверждает г-н Согин. – Коллекция образцов – очень дорогое удовольствие, в большей степени из-за стоимости снаряжения исследовательских кораблей. Но лаборатории, которые присылали образцы, оплатили их добывание, что облегчило финансовое бремя для переписи.

В то же время, в MBL «сразу поняли, что нам потребуются биоинформационные технологии, которых попросту не существует», чтобы справиться с данными – как утверждает г-н Согин. Поэтому ученые разработали базы данных, позволяющие в несколько способов графически изобразить разнообразие микробных форм жизни и совместить данные о генетических кодах организмов с общей информацией о них.

Сразу по запуску проекта ученые ICoMM приняли важное решение собирать не просто генетические данные о микробах (которые бы позволили классифицировать их по типам), но также сопутствующую информацию о том, где организмы были найдены: широта и долгота, глубина океана, уровень кислотности и минерализации воды, а также другие условия. Было обнаружено, что не все микробы обитают повсюду. Несмотря на их свойство рассеиваться по океанским просторам, из заключений ученых следует, что колонии микробов могут характеризовать разные водные ареалы мирового океана и служить показателем здоровья отдельных экосистем.

– Хотите верьте, хотите нет, но это уникальный подход – сопоставлять генетические классифицирующие параметры и сопутствующую информацию, – говорит Линда Амарал Зеттлер, младший научный сотрудник MBL и менеджер программы ICoMM. – Выгода состоит в том, что это позволяет исследователям отвечать на экологические вопросы касательно популяции микробов, которые ранее казались немыслимыми.

Сейчас наступил наиболее интересный период, когда «и сказка сказывается, и дело делается», утверждает Амарал Зеттлер. – Мы полагаем, наш анализ раскроет много интересных вещей.

Перепись морской жизни была инициирована Фондом Альфреда Слоуна в 2000 году. В течение десятилетия перепись превратилась в глобальное исследование стоимостью в 650 миллионов долларов, задействовавшее более 670 учреждений и в десять раз большее число людей, чем начальные 250 сотрудников. Перепись включает в себя 17 проектов, которые исследуют основные группы организмов и их места распространения в мировом океане.

Около 300 руководителей Переписи провели в Лондоне встречу 4–7 октября в Королевском учреждении Великой Британии, Королевском обществе и Музее естественной истории, чтобы поделиться результатами исследований и обсудить дальнейшие действия.

Следующее обсуждение Переписи запланировано на Лондонское собрание и Всемирную конференцию по вопросам морского биологического разнообразия, которая пройдет в Абердине, Шотландия в следующем сентябре.

Источник: Science Daily