EVERYTHING
Нове дослідження американських учених переглядає усталені уявлення про те, як морські риби беруть участь у регуляції вуглецевого циклу Світового океану. За даними Phys, робота, опублікована у PLOS Biology під назвою «Symbiotic bacteria may support calcium carbonate precipitation in the Gulf toadfish», вперше детально описує роль мікробіому кишечника риб у формуванні карбонату кальцію — речовини, критично важливої для морської хімії та клімату.
Від фізіології до симбіозу: переосмислення механізму
Телемости — кісткові риби, що становлять більшість морських видів, — постійно п'ють морську воду, щоб компенсувати втрату рідини через осморегуляцію. У процесі переробки поглинутої води їхній кишечник виділяє надлишок іонів кальцію та карбонату у вигляді кристалічних гранул — іхтіокарбонатів. Цей механізм давно відомий науці, однак його мікробний вимір залишався поза увагою. Дослідники під керівництвом Anthony Bonacolta застосували генетичне секвенування та аналіз експресії генів, щоб охарактеризувати мікробні спільноти у різних відділах кишечника риб і в самих іхтіокарбонатах.
Вібріони як несподівані учасники карбонатного циклу
Ключовим відкриттям стала висока концентрація бактерій виду Photobacterium damselae subsp. damselae — представника роду вібріонів — як у кишковому вмісті, так і всередині іхтіокарбонатних гранул. Генетичний аналіз показав, що ці мікроорганізми мають потенціал для участі у процесах мінералоутворення поряд із клітинами кишечника риби. Дослід із різними рівнями солоності (9, 35 і 60 ppt) підтвердив: риби у прісній та слабкосолоній воді іхтіокарбонатів не виробляли, тоді як за нормальної та підвищеної солоності їх кількість зростала — і саме тоді мікробна активність була найвираженішою.
«Ця робота припускає, що кишковий мікробіом може відігравати ширшу роль як у біології риб, так і у глобальних морських нутрієнтних циклах», — за словами Martin Grosell, професора іхтіології і завідувача кафедри морської біології та екології Університету Маямі. За його словами, те, що раніше вважалося суто фізіологічним процесом риби, насправді може відображати тісний симбіоз між хазяїном і його мікробною спільнотою.
Значення для кліматичних моделей і морської екології
Карбонат кальцію, що осідає на дні океану разом з іхтіокарбонатами, є одним із механізмів довгострокового зв'язування вуглецю. Якщо мікробна складова справді є необхідною умовою цього процесу, це означає, що зміни у структурі мікробіому риб — внаслідок підкислення океану, потепління або антибіотичного забруднення — можуть опосередковано впливати на темпи поглинання CO₂ морськими екосистемами. Автори наголошують, що отримані результати є попередніми і потребують підтвердження на ширшому спектрі видів риб і в природних умовах. Проте сам факт виявлення мікробного виміру у процесі, який вважався суто фізіологічним, відкриває нові напрями досліджень на перетині мікробіології, морської хімії та кліматичної науки.