Afklaring af mikrobielle samfundsstrukturer omkring Antarktis søer

Forskningsgruppen for assisterende prof. Yuu Hirose fra Institut for Anvendt Kemi og Life Science ved Toyohashi University of Technology, Niigata Universitet, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), og National Institute of Polar Research, har afsløret samfundsstrukturen af ​​mikroorganismer, der lever omkring ferskvandssøer i Langhovde og Skarvsnes isfrie områder i Antarktis.

En analyse af prøver indsamlet fra søbredder, vandpytter, etc. ved hjælp af en næste generations sequencer har verificeret, at cyanobakterier og tardigrader er vidt udbredt, og specifikke eukaryote alger er dominerende på bestemte steder. Denne viden vil bidrage til afklaring af tilpasningsmekanismer for mikroorganismer til alvorlige fysiske belastninger i Antarktis, f.eks. lave temperaturer, ultraviolet bestråling og fryse-tø-cykler.

Det meste af Antarktis er dækket af tyk sne og is, imidlertid; der er isfrie områder, hvor jord er udsat. De isfrie områder indtager kun ca. 0,2% af arealet i Antarktis, men en række mikroorganismer er blevet observeret, og områderne kaldes også "Antarktis oaser." To isfrie områder kaldet Langhovde og Skarvsnes findes i nærheden af ​​Showa Station, Antarktis, og der er 50 eller flere store og små søer i disse områder. Vand fryser ikke i bunden af ​​disse søer i løbet af året og et unikt økosystem kaldet "mosstolpe, "der hovedsageligt omfatter mos og svampe, fordeles.

Assistent Prof. Yuu Hirose og andre fra Institut for Anvendt Kemi og Biovidenskab ved Toyohashi University of Technology fokuserede på kyster af ferskvandssøer og også vandpytter og vandløb fra snesmeltevand. Disse miljøer er helt frosne i vintersæsonen og er derfor under mere ekstrem stress (f.eks. Frysning og optøning og temperaturændringer), end det i bunden af ​​søer.

I de seneste år, en teknik til analyse af mikrobiel samfundsstruktur i miljøer ved hjælp af en næste generations sequencer er blevet udviklet. Denne metode har en højere følsomhed og bedre kvantitative egenskaber end konventionelle teknikker, såsom mikroskopobservation. Assistent prof. Hirose brugte denne metode til at analysere mikrobielle samfundsstrukturer på i alt 13 steder i nærheden af ​​Antarktis ferskvandssøer. Resultaterne afslørede, at filamentøse cyanobakterier var vidt udbredt, og også at andelen af ​​encellede cyanobakterier og cyanobakterier med celledifferentieringskapacitet (kaldet heterocyster), var lille.

De mest udbredte eukaryoter var tardigrader med modstandsdygtighed over for tørhed og lave temperaturer. Det blev verificeret, at specifikke eukaryote alger såsom cryptophyceae og grønalger var dominerende på nogle steder. Der var også steder, herunder nematoder, der fodrede med alger. Det er interessant, at de svampe, der var mest dominerende i mossøjler, ikke var flertallet i disse områder. Ovenstående resultater afslørede, at en række organismer lever selv under alvorlige miljøer, f.eks. de lavere dele af søer, og vandpytter og vandløb.

Afklaring af den molekylære mekanisme for, hvordan mikroorganismer, der lever i disse områder tilpasser sig alvorlige belastninger, forventes i fremtiden. Det er vigtigt at tydeliggøre forholdet mellem miljøfaktorer, såsom temperatur og lysforhold, og samfundsstrukturer af mikroorganismer. Overvågning og vedligeholdelse af det antarktiske økosystem baseret på disse oplysninger er også vigtig.