Nebezpečná „hluboká nevědomost“ – Snižuje se rozmanitost rostlin / zvířat, mění se příliš mikrobiální život?

Každá barva představuje jiný typ bakterie. Bílá hmota v srdci představuje zbytky buněk lidského jazyka, na nichž bakterie rostou. Uznání: Stephen Wilbert, Gary Borisi, Forsyth Institute; Jessica Mark Walsh, Marine Biological Laboratory

Neznámý směr a rychlost změny biologické rozmanitosti – včetně virové – mohou mít závažné důsledky pro veškerý život na Zemi.

Se znějícími alarmy o klesající rozmanitosti rostlin a živočichů vyvstává obava s neméně závažnými důsledky: Mění se také rozmanitost mikrobiálního života, včetně virů – a pokud ano, jakým směrem a jak rychle?

V dnes publikovaném článku David S. Thaler z University of Basel ve Švýcarsku a hostující vědecký pracovník na University of Rockefeller’s Human Environment Program (PHE) zaznamenává dobře zdokumentovanou „jasně dolů“ trajektorii rozmanitosti rostlin a zvířat. „Což je„ ústřední otázkou antropocénu “.

Zda ke změně dochází také v bakteriálním světě – nejmenších zubech v planetární funkci – je „zcela neznámé. Nemáme tušení, jestli globální mikrobiální rozmanitost roste, klesá nebo zůstává stejná,“ říká Dr. Thaler.

„Většina vědeckých prací nám sděluje nová fakta. Je to jiný druh papíru; na nic neodpovídá, ale klade novou otázku,“ říká Dr. Thaler.

„Sokrates nazval nevědomost v tom, co neznáme,„ hlubokou neznalostí “. Tento druh nevědomosti také bývalý americký ministr obrany Donald Romsfeld nazývá„ neznámá neznámá “(video asimilováno níže). Dnešní noviny uznávají, co to je (nebo bylo, v současnosti).) „Biologický“ neznámý. “

Dr. Thaler poznamenává, že odhad biologické rozmanitosti rostlin a živočichů zahrnuje počítání různých druhů v daném časovém rámci a následné srovnání následných počtů. Přitom jsme zjistili, že některé druhy nedávno vyhynuly a mnoho jich existuje v menším počtu, přičemž odhadovaný ohrožený milion během desetiletí.

Stejný přístup byl použit k monitorování například změn ve střevní mikrobiální rozmanitosti v důsledku změn ve stravě.

Bohužel, říká Dr. Thaler, nemusí být možné „spočítat vše v různých dobách“, abychom pochopili směr změny v globální mikrobiální biologické rozmanitosti, protože:

  • Rozsah současné mikrobiální biologické rozmanitosti není znám a většina mikrobiálního světa může existovat v obtížně přístupném, vzácném nebo extrémním prostředí – čím hlouběji, tím méně víme. Předchozí studie naznačují, že teplá a hluboká biosféra může obsahovat většinu mikrobiální biologické rozmanitosti naší Země. Řešení tohoto problému může trvat 20 let, než bude dostatečně porozuměno hluboké biosféře a jiným obtížně přístupným prostředím.
  • Možný paradox „kuřete a vajec“ může být obtížné vyřešit: nastavení základní knihovny sekvencí nemusí být nikdy dokončeno, protože nová rozmanitost se vytváří rychleji, než se měří. Pokud některá nebo veškerá mikrobiální diverzita rychle roste, přístupy průzkumu nemusí být v tomto dynamickém procesu nikdy aktualizovány.

Dr. Thaler říká: Svět najde stovky verzí SARS-CoV-2 Virus, který způsobuje COVID-19„Jeden z asi 10 miliard různých druhů bakterií, které jsou vysoce ceněny, přičemž každá se vyvíjí svým vlastním způsobem.

(Dr. Thaler cituje video z Harvardské lékařské školy, vložené níže, dokumentující, jak rychle se mohou bakterie změnit, aby překonaly vyšší hladiny antibiotik. Nedávná studie (bit.ly/IPBESpandemics) mezitím také odhaduje, že existuje více než milion zvířat Viry, z nichž asi polovina může být přenášena na člověka.)

„Antimikrobiální vývoj nemusí vždy směřovat k větší rozmanitosti, mohou také vyhynout bakterie a příkladem je virus neštovic,“ dodává. „Nespočet virů a jiných bakterií pravděpodobně přišlo a odešlo, aniž bychom o jejich existenci vůbec věděli. Ve vztahu k určitým zvířatům a rostlinám existují specifické bakterie. Když tyto rostliny a zvířata vyhynou, zdá se, že speciální bakterie s nimi spojené také zmizel. “

„Klíčovým bodem je, že u rostlin a živočichů víme, že současná obecná trajektorie zemské biosféry směřuje k menšímu počtu druhů, ale neexistuje žádná podobnost s celkovou trajektorií nebo podrobnými trajektoriemi jemné struktury mikrobiální evoluce.“

Možné důsledky v cestě mikrobiální evoluce se neomezují pouze na vývoj patogenů, které útočí na člověka nebo na několik druhů, na které v potravinách závisíme.

Bakterie na povrchu mořských řas

Každá skvrna nebo vlákno je bakteriální buňka a různé barvy označují různé typy bakterií. Velké, uzavřené elipsy jsou jednobuněčné řasy zvané rozsivky. Uznání: Tabita Ramirez-Puebla and Jessica Mark Walsh, Marine Biological Laboratory

Změny v životě nepatogenních mikroorganismů mohou mít také významné důsledky pro biosféru. Je těžké zveličit význam těchto složitých společenství mikroorganismů – pouze s odhady až 10 miliard druhů bakterií: udržují obyvatelnost Země.

(V roce 2011 vědci odhadli, že druhů rostlin a živočichů na Zemi (neboli „blízkých“) je téměř 10 milionů, což znamená, že pro každý druh „blízkých“ existuje 1 000 druhů bakterií se stejným poměrem blízkých / bakteriálních na oba kontinenty. A mořské druhy.)

Lidstvo závisí na ekologických službách poskytovaných bakteriemi, archeaami, houbami a protisty, které recyklují živiny, kultivují růst rostlin, čistí vodu, produkují sýry a víno a rozkládají odpad. A přeměnou atmosférického oxidu uhličitého na uhlík pro skladování v půdě nebo v hlubinách oceánu (a to samé s dusíkem, sírou, železem, manganem a dalšími) jsou bakterie klíčem k zemské atmosféře a podnebí.

Mikrobiální komunita napříč mořskými řasami

Každá skvrna nebo vlákno je bakteriální buňka a různé barvy označují různé typy bakterií. Velké, uzavřené elipsy jsou jednobuněčné řasy zvané rozsivky. Uznání: Tabita Ramirez-Puebla and Jessica Mark Walsh, Marine Biological Laboratory

Dnes ve světě dědičné DNA Sekvenční informace „jsou pravděpodobně řízeny bakteriemi, včetně virů,“ říká Dr. Thaler. „Zajímavou možností je, že makroskopicky vypadající zvířata a rostliny mohou být stále se zmenšující součástí dědičných informací biosféry. Opravdu nevíme. “

„Pravděpodobně potřebujeme vědět, jestli jsme na ztraceném konci rasy biologických informací, a možná budeme chtít podniknout praktické kroky ke zvýšení informačního obsahu„ našeho týmu “. Existuje také čistě intelektuální zájem dozvědět se více o našich místo ve vesmíru biologických informací.

To je obtížná, ale obtížná otázka, nemluvě o nemožnosti, dodává: „Jaké přístupy ji začínají alespoň řešit?“

Technologie DNA jsou jasným místem, kde hledat. Jak lze implementovat současné technologie a jak může pomoci budoucí vývoj?

Nabízejí se dva přístupy, říká Dr. Thaler.

Jedním z nich je zaměřit se na „vektorové modulátory“ mikrobiálního vývoje, jako jsou bakteriální druhy. Mezi další nové přístupy, které lze použít, patří sekvence jedné molekuly nebo jednobuněčné (DNA).

Čárové kódy DNA a další metody založené na sekvencích používané k identifikaci rostlinných a živočišných druhů a odhadu množství druhů mezi druhy „vyžadují srovnání s indexy mikrobiální biologické rozmanitosti,“ říká Dr. Thaler.

„Klastrový vzorec viděný v makroskopickém životě se obecně také jeví jako rys mikroskopických forem života. Podrobnosti srovnání jsou zajímavé. Za pravdou, že„ život je hrudkovitý, mohou existovat kvantitativní obecné zásady. “

V mikrobiálním světě i v makroskopickém světě viditelných rostlin a živočichů lze „druh“ považovat za shluk „sekvenčního prostoru“, o kterém lze uvažovat z hlediska hvězd a galaxií, přičemž lidé jsou hvězdy a druhy galaxie.

Jesse Osobel, ředitel PHE na Rockefellerově univerzitě, uzavírá studii: „Linnaeus zahájil svoji Systema Naturae v roce 1735, téměř před 300 lety, a dosud nemáme úplný seznam druhů rostlin a živočichů, které založil. Katalog. Bude není snadné to udělat. Podobná věc s pravděpodobně bakteriemi 1000krát většími a změřte změny! “

Vizuální snímky z laboratoří Garyho Borisiho (Forsyth Institute) a Jessicy Mark Welchové (Marine Biological Laboratory) ukazují obtížnost v přímých počtech. Několik desítek mikrometrů, šířka lidských vlasů, se táhne přes různá a osídlená společenství bakterií.

Dr. Thaler říká, že tento článek nenavrhuje „protokoly pro řešení problému“, ale spíše se snaží „formulovat rychlost změny mikrobiální biodiverzity jako zajímavou a možná důležitou otázku z hlediska pokroku. Doufám, že někdo, kdo čte tento článek, bude stimulován k tomu, aby vymýšlel nové přístupy lépe, než jaké jsou v něm navrženy. “

Pan Oshubal dodává: „Stále neexistuje agentura, která by monitorovala stav mikrobiálního světa, neexistuje žádný globální fond pro divokou zvěř a žádná ochrana přírody pro bakterie. Možná jednoho dne brzy pochopíme a napravíme naše zanedbávání a zvýšíme naši úctu k rozmanitost mikrobiálního života. “

Odkaz: „Jaký je směr a rychlost mikrobiální biologické rozmanitosti?“ David S. Thaler, 19. dubna 2021, Hranice v ekologii a evoluci.
DOI: 10,3389 / fevo.2021.565649

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Výjimečná biologická rozmanitost ve 14,7 milionu let starém tropickém deštném pralese a osvětluje vývoj

Ekologická rekonstrukce bioty Zhangpu. Obrazový kredit: NIGPAS Nově objevený miocénní biom osvětluje vývoj deštného pralesa Mezinárodní výzkumná skupina vedená profesorem WANG Bo a profesorem SHI...

Newsletter

Subscribe to stay updated.