Науковці на Гаваях виявили новий вид бактерій у морській воді біля острова Оаху. Це відкриття натякає на прихований шлях, який переносить мікроорганізми із суші до океану. Новий вид бактерій — Caulobacter inopinatus — був знайдений під час навчальної лабораторної роботи в Університеті Гаваїв у Маноа. Одна незвична колонія на чашці Петрі відкрила двері до несподіваного відкриття. Неочікувана знахідка Більшість відомих представників роду Caulobacter — бактерій із «ніжками», що прикріплюються до поверхонь — живуть у прісній воді або ґрунті, а не у відкритому океані. Саме тому відкриття виду Caulobacter у морській воді викликало такий інтерес. Керівник дослідження, Стюарт П. Доначі зі Школи наук про життя Університету Гаваїв у Маноа, очолив роботу з визначення таксономії та назви нового виду. Його команда порівняла ДНК та характеристики нового мікроорганізму з близькими родичами, щоб підтвердити, що це дійсно окремий вид. Назва виду inopinatus означає «несподіваний» латинською — влучна характеристика для такого відкриття, зробленого випадково у класі. Одна єдина колонія змінила уявлення вчених про те, де можуть зустрічатися представники цього роду: зразок, відібраний біля берега, містив організм, який зазвичай трапляється лише у водах, пов’язаних із сушею. Прихований зв’язок між сушею та морем На багатьох узбережжях прісна підземна вода витікає під поверхнею моря. Геологічна служба США (USGS) називає це явище підводним ґрунтовим стоком (submarine groundwater discharge, SGD) — процесом, коли прісна вода просочується із суші в океан під землею. Узбережжя Гаваїв розташовані на пористих породах, через які ця прихована течія легко проходить. Довгострокові спостереження USGS показали, що такі підземні потоки можуть тягнутися на сотні метрів від берега і виносити мільйони галонів солонуватої води. Цей постійний «витік» здатен переносити найдрібніших пасажирів. Коли прісна вода зустрічається з морською, клітини, поживні речовини та навіть забрудники можуть змішуватися з прибережними течіями. Саме присутність Caulobacter inopinatus у морській воді біля Оаху свідчить, що цей шлях справді існує. Бактерія, створена для подорожей Клітини Caulobacter мають два життєві етапи — рухливий і прикріплений. Як описано у класичних оглядах з мікробіології, бактерія чергує стадії «плаваючої» клітини зі джгутиком і прикріпленої клітини зі стебельцем, яке дозволяє триматися за поверхню. У рухливій фазі клітина використовує джгутик як «пропелер» для пересування, а коли осідає — витягує тонке стебельце зі слизовим кінчиком, щоб прикріпитися до каменів, піщинок або інших частинок. Ці властивості можуть допомагати мікробу із суші «підчепитися» до частинок, що рухаються з потоком підземних вод. Коли потік досягає моря, бактерія може від’єднатися й вільно плавати в прибережних водах. Для визначення місця нового виду на еволюційному «дереві життя» вчені використали ген 16S рРНК — ключовий ДНК-маркер, що допомагає ідентифікувати бактерії та знаходити нові гілки їх родоводу. Новий вид підтверджено Лабораторні дослідження не лише дали назву новому мікроорганізму, а й описали його основні біологічні властивості. Автори виміряли температурну витривалість і склад ДНК. Згідно з результатами, бактерія росте при температурах від 6 до 39°C (43–102°F) і має 67,6% вмісту G+C — тобто частку гуаніну та цитозину в геномі. Такі показники допомагають зрозуміти умови, у яких організм може існувати. Високий вміст G+C забезпечує стабільність геному та впливає на регуляцію генів. Типовий штам — зразок, який офіційно визначає вид — зберігається у спеціальних колекціях, щоб інші лабораторії могли перевірити та повторити результати. Вплив на рифи та людей Потоки підземної води переносять не лише воду. SGD може змінювати хімічний склад прибережних вод, сприяти росту водоростей, викликати стрес у коралів та змінювати середовище для риб. «Розуміння того, як мікроорганізми переміщуються між сушею і морем, допомагає вченим відстежувати рух поживних речовин і забрудників, що впливають на якість прибережних вод, рибальство та здоров’я коралових рифів», — пояснює Доначі. Коли прісна вода змішується із солоною, відбуваються реакції, які можуть або звільняти, або зв’язувати поживні елементи. Це зміщує баланс обігу азоту й фосфору в екосистемах — у бік цвітіння води або, навпаки, її очищення. Підводний ґрунтовий стік є звичайним явищем для вулканічних островів, зокрема Гаваїв, де його потоки часто проходять біля пляжів і рифів, що підтримують рибальство й туризм. Подальші дослідження У майбутньому науковці можуть поєднувати мікробіологічні зразки з тепловими камерами, сенсорами витоку та ізотопними трасерами, щоб створювати карти “гарячих точок” SGD. Повторні заміри після дощів або під час припливів допоможуть зрозуміти, як змінюється потік мікробів у прибережних водах. Сучасні методи метагеноміки — секвенування ДНК змішаних мікробних спільнот без вирощування культур — дадуть змогу відстежувати, чи збільшується кількість наземних бактерій у морі під час посилення підземного стоку. Навіть прості прилади — дешеві датчики температури й електропровідності — можуть сигналізувати про появу прісної води, вказуючи на нові викиди SGD. Кожен такий набір даних додає частинку до загальної картини. Разом вони показують, як використання землі, водоносні горизонти та узбережжя з’єднують мікроби із життям коралових рифів. Результати дослідження опубліковані у науковому журналі International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.