Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Замкнутые микробные сообщества самоорганизуются для постоянного круговорота углерода

Замкнутые микробные сообщества самоорганизуются для постоянного круговорота углерода

25 ноября 2021




Жизнь на Земле зависит от экологически обусловленных циклов питательных веществ для регенерации ресурсов. Стабильные циклы необходимы для сохранения экосистем, поскольку они позволяют восстанавливать ресурсы и питательные вещества. Понимание того, как циклы питательных веществ (азот, фосфор и т. д.) и ресурсов (например, углерод) возникают из сложной сети экологических процессов, является центральной проблемой в экологии.

Однако на сегодняшний день существует достаточно мало модельных экосистем, которые можно воспроизводить, манипулировать и количественно оценивать в лаборатории, что затрудняет определение того, как изменения в составе экосистем и окружающей среде влияют на цикличность.

С помощью нового высокоточного метода количественной оценки круговорота углерода ученые показали, что материально замкнутые микробные экосистемы (ЗМЭ) — герметичные микробные консорциумы, обеспеченные только светом, — самоорганизуются для надежного круговорота углерода. Их в дальнейшем можно будет принимать в качестве модельных биосфер для изучения того, как экосистемы устойчиво перерабатывают питательные вещества.

В своих работах ученые использовали ламинарные боксы и лабораторные ферментеры, с помощью которых сравнили копии различных ЗМЭ. Им удалось обнаружить, что круговорот углерода не сильно зависит от таксономии присутствующих бактерий. Более того, несмотря на сильные таксономические различия, самоорганизующиеся ЗМЭ демонстрируют сохраненный набор метаболических возможностей. Таким образом, возникающий углеродный цикл накладывает метаболические, но не таксономические ограничения на организацию экосистем.

Результаты работ указывают на идею о том, что возникающее функциональное свойство микробных сообществ с круговоротом углерода, вероятно, представляет собой сохраненный набор метаболических возможностей, которые устойчивы к изменениям в таксономической структуре системы. Однако некоторые аспекты функционирования сообщества, которые в исследовании не были измерены, могут зависеть от таксономической структуры сообщества, например, связывание фосфора, или филогенетического сохранения связанных фенотипических признаков. Например, старение автотрофов может обеспечить дополнительный углерод гетеротрофам и, таким образом, увеличить дыхание, усиливая рост автотрофов.

Данные исследования в дальнейшем могли бы дать представление о коэволюционной динамике, управляющей симбиозами в природных сообществах, и, возможно, об эколого-эволюционной динамике оптимизации генома экосистем.

DDDNDDDND_1000

Другая информация
08 июня 2022
Эволюционные пути биосинтеза токсина α-аманитина у ядовитых грибов

Ученые задаются вопросом, почему такие неродственные ядовитые грибы, как красные мухоморы, лепиота и галерина, производят один и тот же смертельный токсин α-аманитин? 

04 июня 2022
Паразитизм на жвачных животных может иметь каскадные последствия для экосистем

Распространенные паразитарные инфекции снижают уровень травоядности жвачных животных и могут вызывать так называемые трофические каскады.

01 июня 2022
Механистическое происхождение закона роста бактерий

Как происходит клеточное восприятие скорости роста и с помощью каких механизмов бактерии могут обрабатывать сложную пищевую информацию.

28 мая 2022
Главный принцип эффективной стабилизации взгляда у животных

Поскольку глаза, голова и тело имеют различные механические ограничения (например, инерцию), как нервная система адаптирует свой контроль к этим ограничениям?

25 мая 2022
Высоко подвижные клетки метаболически реагируют на плотность коллагена

Во время прогрессирования опухоли потеря тканевого гомеостаза и аберрантная механика ткани играют решающую роль в стимулировании инвазии и злокачественности.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!