Narodowy Atlas Mikrobiomu Glebowego Danii Ujawnia 82% Gatunków Nieznanych Nauce

Duńscy i międzynarodowi badacze z powodzeniem ukończyli monumentalny projekt zatytułowany „Microflora Danica”. W jego ramach powstał pierwszy na świecie narodowy atlas bakteryjny gleby, który pozwolił na zidentyfikowanie ponad 140 000 odrębnych taksonów. Co uderzające, rezultaty tego pionierskiego badania wskazują, że aż 82 procent tych odkrytych gatunków było dotychczas zupełnie nieznanych współczesnej nauce. Inicjatywa ta czerpała inspirację z historycznego przedsięwzięcia królewskiego, mianowicie „Flora Danica”, którego korzenie sięgają roku 1752, kiedy to botanicy skrupulatnie katalogowali rodzime rośliny występujące w Danii.

Opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Nature” wyniki są zwieńczeniem pięciu lat intensywnych analiz genetycznych. Badania oparto na analizie ponad 10 000 próbek gleby, pobranych z różnych regionów całej Danii. Profesor Mads Albertsen z Uniwersytetu w Aarhus, pełniący rolę głównego autora, podkreślił, że ta praca stanowi solidny fundament pod przyszłe badania nad wpływem tych mikroskopijnych form życia na kluczowe procesy środowiskowe. Mowa tu między innymi o jakości wody oraz o efektywności pochłaniania gazów cieplarnianych. Projekt „Microflora Danica” funkcjonuje jako cyfrowa encyklopedia, do której naukowcy będą mogli stale dopisywać nowe informacje dotyczące funkcji, specyficznych cech oraz wzajemnych oddziaływań odkrytych mikroorganizmów.

W badaniu tym uczestniczyli naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus, w tym profesorowie Mads Albertsen i Per Halkjær Nielsen. Odkryli oni, że największe zagęszczenie różnorodności bakteryjnej występuje na terenach rolniczych oraz w parkach miejskich. Niemniej jednak, pomimo wysokiej liczby zidentyfikowanych gatunków w tych obszarach, które są intensywnie modyfikowane przez działalność człowieka, skład gatunkowy okazał się zaskakująco jednolity. W opozycji do tego, systemy naturalne, które pozostały nietknięte przez ingerencję, choć wykazywały mniejszą liczbę gatunków w pojedynczej próbce, cechowały się znacznie wyższym ogólnym poziomem bioróżnorodności, czyli tzw. gamma-różnorodnością. Wynikało to z faktu, że nawet na niewielkich, sąsiadujących ze sobą obszarach występowały znaczące różnice w składzie gatunkowym.

Profesor Karsten Suhr Jacobsen doprecyzował, że około 80 procent nowo skatalogowanych bakterii wciąż nie posiada przypisanej konkretnej funkcji ekologicznej. Uzyskane dane mają bezpośrednie zastosowanie praktyczne w kontekście rozwiązywania palących wyzwań ekologicznych, zwłaszcza w odniesieniu do planów zagospodarowania przestrzennego i zmian w użytkowaniu gruntów w Danii. Mikroorganizmy odgrywają fundamentalną rolę w cyklach obiegu węgla i azotu, a także mają wpływ na emisję gazów cieplarnianych, takich jak metan. Dogłębne zrozumienie dominujących populacji bakteryjnych w określonych strefach pozwala na podejmowanie bardziej świadomych decyzji dotyczących wyłączania gruntów rolnych z produkcji na rzecz ich naturalnej regeneracji.

Cały zbiór danych, obejmujący 10 686 pełnych metagenomów oraz 449 zestawów danych 16S i 18S rRNA, stanowi solidną bazę do odpowiadania na fundamentalne pytania dotyczące ekologii mikrobiologicznej. Profesor Albertsen podkreślił, że ten przegląd daje szansę na pozytywny wpływ na życie społeczne, ponieważ mikroorganizmy są powszechnie wykorzystywane w produkcji artykułów chemii gospodarczej, piwa oraz w przemyśle spożywczym. Ponad tysiąc nowo odkrytych gatunków bakterii otrzymało nazwy honorujące miejsca ich izolacji, na przykład Hadersleviella czy Rungstediana, co nadaje atlasowi wyraźny lokalny charakter. Celem projektu jest stworzenie powszechnie dostępnej, otwartej bazy danych, która będzie użyteczna dla całego świata, kontynuując tym samym tradycję systematycznego gromadzenia wiedzy o przyrodzie zapoczątkowaną w XVIII wieku.