Globalne promjene mogu podstaći kratkoročnu evolucionu adaptaciju mikroba

Nova studija koju je vodio Institut za morske nauke (ICM-CSIC) u Barseloni sugeriše da globalne promjene promovišu kratkoročnu evolucionu adaptaciju mikrobioma Zemlje, koji čini ~15% ukupne planetarne biomase. Ovo bi moglo imati direktne implikacije na društvo, pošto se mi oslanjamo na mikrobe za toliko važnih procesa, navodi se na sajtu Instituta za morske nauke u Barseloni. Na primjer, ribarstvo se u velikoj mjeri oslanja na mikrobnu aktivnost za održavanje mreže morske hrane. Takođe, morski mikrobi, koji čine ~70% morske biomase, doprinose regulaciji klime hvatanjem CO2 iz atmosfere i odgovorni su za 50% primarne proizvodnje na planeti. Stoga je ključno da razumijemo kako trenutne karakteristike okeana mogu uticati na evoluciju mikroba i šta bi se moglo dogoditi ako se uslovi promijene.

» Studija, upravo objavljena u časopisu Trends in Microbiology, fokusira se na evoluciju mikroba u kratkim vremenskim razmacima kao što su godine ili decenije, koji ranije nisu bili direktno analizirani u divljini. Ovo je posebno relevantno u današnje vrijeme, pošto imamo tehnološke kapacitete da istražimo genomske promjene u divljim mikroorganizmima i možemo pomoći da se predvidi uticaj koji promjene životne sredine mogu imati na usluge ekosistema koje pruža mikrobiom.

„Važno je razmotriti evoluciju divljih morskih mikroba kako bi se napravila tačna predviđanja o tome kako će se oni promijeniti pod budućim globalnim promjenama, ali većina studija do sada se fokusirala na istraživanje kratkoročnih odgovora, koristeći modelne organizme, međutim naš teorijski pristup je potpuno drugačiji“, objašnjava Georgina Brenan, koautorka studije.

Sa svoje strane, drugi koautor, Ramiro Logares, dodaje da su „ovi savremeni evolucioni procesi posledica brze adaptacije na biotske ili abiotske faktore (npr. temperatura), koji se mogu brzo mijenjati zbog klimatskih promjena”.

Pomjeri se, prilagodi ili nestani

Kada se suoče sa promjenom životne sredine, organizmi imaju tri moguće reakcije: preseliti se, prilagoditi se ili uginuti. Evolucija se može desiti u različitim vremenskim skalama u zavisnosti od faktora kao što su stopa reprodukcije ili veličina populacije. Činjenica da mikrobi evoluiraju zbog promjena životne sredine mnogo brže od drugih životinja je dobro poznata zahvaljujući nekoliko studija razvijenih u laboratoriji. Na primjer, otkrili su da pod povišenim temperaturama neke vrste mogu rasti brže. Međutim, reakcije u divljini su vrlo malo proučavane. Ovo zahtijeva sekvenciranje DNK da bi se otkrile mutacije, iako to nije bilo ekonomski izvodljivo u prirodi sve do poslednje decenije.

„Sada imamo resurse i tehnologiju da razumijemo kako će se mikrobiom okeana razvijati pod budućim globalnim klimatskim promjenama“, ukazuju autori.

Prema njima, neophodno je uspostaviti genomske opservatorije, odnosno stanice za praćenje mikrobne evolucije, u različitim regionima i dubinama okeana, uključujući i netaknuta i degradirana područja, kako bi se generisale dugačke vremenske serije DNK koje će omogućiti praćenje savremenih evolucija mikroba i njeni potencijalni uticaji na funkciju i zdravlje ekosistema.