Глобальное микробное биоразнообразие: увеличивается, уменьшается или не меняется? Глобальное микробное биоразнообразие: увеличивается, уменьшается или не меняется?
В то время как биологи отчаянно поднимают тревогу по поводу стремительно сокращающегося разнообразия растительного и животного мира, отсутствует какое-либо понимание того, меняется ли также и микробная жизнь.
Микробы - это мельчайшие винтики, вращающиеся в планетарных процессах, начиная от вирусов и заканчивая бактериями человеческого кишечника и микроорганизмами, живущими глубоко под поверхностью Земли. Они являются наиболее многочисленной (по последним оценкам на планете обитает триллион микробных видов) и распространенной формой жизни на планете и играют огромную роль в поддержании жизни - переработке питательных веществ, выращивании растений, очистке воды, содействии накоплению углерода в почве и многое другое.
Но, по словам генетика и микробиолога Дэвида С. Талера из Базельского университета в Швейцарии, мы на самом деле мало знаем о микробном разнообразии. "Глобальное направление и темпы изменений в микробном биоразнообразии, включая вирусное разнообразие, совершенно неизвестны", - пишет Талер в статье, опубликованной в "Frontiers in Ecology and Evolution". Другими словами, мы не знаем, увеличивается ли, уменьшается или остается неизменным микробное разнообразие.
Для оценки биоразнообразия растений и животных исследователи могут подсчитывать виды в определенных временных рамках, а затем сравнивать их с предыдущими подсчетами. Но это трудно применить к микробам: мы не знаем что может служить исходной точкой и, во-вторых, большая часть этого мира труднодоступна и трудно изучаема. Недавние исследования показали, что 70% бактерий и архей живут в недрах планеты - в кромешной темноте, с ограниченными источниками питательных веществ и под высоким давлением и температурой. Изучение таких сред предполагает бурение в глубоких слоях поверхности, и поскольку мы только что открыли масштабы микробной жизни на этих глубинах, по оценкам Талера, может пройти несколько десятилетий, прежде чем мы сможем в достаточной степени это понять. Кроме того, как отмечает Талер, "если некоторые или все части микробного разнообразия постоянно увеличиваются, то подходы к изучению могут быть слишком медленными, чтобы когда-либо наверстать упущенное". Быстрые мутации SARS-Cov-2, является одним из примеров скорости, с которой микробы могут диверсифицироваться.
С другой стороны, количество других микроорганизмов может сокращаться. Важные ниши для микробного разнообразия встречаются в весьма специфических ассоциациях с растениями и животными, и эти ниши теряются по мере того, как хозяева вымирают. Сообщается о снижении таксономического разнообразия бактерий кишечника человека. "Микробы также могут исчезнуть, примером тому служит вирус оспы", - говорит Талер. "Бесчисленное множество других вирусов и бактерий, вероятно, также пришли и ушли, и мы так и не узнали об их существовании."
В данной работе Талер предлагает потенциальные методы, которые помогут лучше понять микробное разнообразие - например, новые подходы, включая секвенирование единичных клеток или молекул, а также сфокусированное внимание на модуляторах и векторах вертикальной и горизонтальной эволюции могут дать лучшее представление о некоторых аспектах темпов эволюции микробов.
Получение такого понимания имеет решающее значение, поскольку человечество зависит от той роли, которую микробы играют в наших экосистемах; они буквально делают нашу планету пригодной для жизни, способной преобразовывать химический состав атмосферы и океанов.
"Необходимо более эффективно управлять всеми процессами, которые влияют на микробное биоразнообразие и их баланс. Отсутствие понимания динамики эволюции микробного биоразнообразия является единственным наиболее глубоким пробелом человеческих знаний о биосфере", - пишет Талер.
Изучение направления и темпов микробных изменений в биоразнообразии является ключевым параметром для лучшего понимания всей эволюции и лучшего осмысления человеческого будущего.
