Novo istraživanje molekularnih biologa s Instituta Ruđer Bošković, Sveučilišta u Bremenu i Sveučilišta u Beču, objavljeno u prestižnom časopisu Cell Reports, daje uvid u ponašanje ekosustava hrvatskih jezera u kontekstu klimatskih promjena koje živimo svi; od bakterija do prirode i živih bića. Istraživanja su provedena na jezerima Kozjak i Crniševo i otkrila su, na iznenađenje biologa, da i neke bakterije mogu biti sebične jer gomilaju hranjive tvari, što im omogućuje da dominiraju nad drugim vrstama i još su k tome izbirljive.
Morski ekosustavi
Takvo ponašanje bakterija, zaključuju znanstvenici, može imati dalekosežne posljedice za hranidbene lance i stabilnost jezera, i to osobito u hladnijim jezerima.
– Većina bakterija u jezerima živi od razgradnje polisaharida, složenih šećera koje pronalaze u vodi. Tradicionalno se smatralo da bakterije ove molekule razgrađuju izvanstanično, oslobađajući tako hranjive tvari koje mogu koristiti i drugi organizmi koji žive u takvom jednom slatkovodnom ekosustavu. Međutim, otkriveno je da neke bakterije preferiraju sebičniji pristup, tako što zadržavaju i razgrađuju ove hranjive tvari unutar svojih stanica, ograničavajući njihovu dostupnost drugim vrstama. Ovakvo sebično ponašanje bakterija u preuzimanju hranjivih tvari može promijeniti kako se hranjive tvari dijele u jezeru i utjecati na sve od najmanjih mikroba do većih životinja koje se oslanjaju na te osnovne izvore hrane. Ovo je važno u kontekstu klimatskih promjena jer promjene temperature i uvjeta u ekosustavima mogu dodatno pojačati ili modificirati te mikrobne procese, potencijalno dovodeći do bržih ili sporijih ciklusa ugljika i drugih hranjivih tvari, što direktno utječe na globalne biogeokemijske cikluse i sposobnost ekosustava da se prilagode ili ublaže efekti klimatskih promjena – napominju s Instituta Ruđer Bošković.
Dva hrvatska jezera gdje su obavljana istraživanja izabrana su zbog različitosti ekosustava; Kozjak, hladno jezero smješteno u Nacionalnom parku Plitvička jezera, pokazuje niske razine hranjivih tvari, dok je Crniševo, koje je smješteno u toplijem mediteranskom području, bogatije hranjivim tvarima i algama. Tim je skupljao uzorke vode u proljeće i ljeto 2022. te zimu 2023. godine i analizirao bakterije u svakom jezeru tijekom različitih sezona.
– Uz pomoć genetskog sekvenciranja uspoređivali smo bakterijske zajednice u jezerima tijekom različitih godišnjih doba i identificirali vrste bakterija koje su koristile sebični mehanizam preuzimanja. Rezultati su pokazali da su sebične bakterije prisutne u oba jezera, ali je sebično ponašanje bakterija variralo s promjenama godišnjih doba i pokazalo se intenzivnije u jezeru s bogatijim hranjivim tvarima – pojasnila je Andrea Čačković, prva autorica na radu i doktorandica u Laboratoriju za procese taloženja na Institutu Ruđer Bošković. No, u jezeru Crniševo, uslijed ljetnog cvjetanja fitoplanktona, kada su hranjive tvari bile obilne, sebična aktivnost bakterija bila je pojačana, dok je u jezeru Kozjak taj oblik ponašanja bio najizraženiji tijekom hranjivo oskudne zime. Takvo sezonsko ponašanje bakterija ranije je zapaženo samo u morskim ekosustavima.
– Zapanjujuće je da se ovaj mehanizam, za koji nismo ni znali da postoji prije 2017. godine, koristi i u slatkovodnim sustavima – izjavila je mikrobiološka ekologinja prof. dr. sc. Greta Reintjes sa Sveučilišta u Bremenu. I dr. sc. Sandi Orlić iz Laboratorija Instituta Ruđer Bošković, kazao je da je neočekivano da se u jezeru Crniševo, kada je bilo više materijala, pojačala sebična aktivnost.
Utjecaj klimatskih promjena
– Još uvijek to ne možemo ekološki objasniti i potrebna su nam dodatna istraživanja kako bismo razumjeli koji su to specifični organizmi koji se ponašaju drukčije i zašto – kazao je dr. S. Orlić. Tim je otkrio i da bakterije ne tretiraju sve polisaharide jednako, već da je pululan, šećer koji proizvode gljive, bio najčešća meta sebične razgradnje. Ova selektivnost može utjecati na strukturu mikrobne zajednice i cijeli hranidbeni lanac. Ove dinamike mogle bi biti pod utjecajem klimatskih promjena, osobito u hladnim jezerima poput jezera Kozjak.
– Kada jezero zimi prekrije led, to je kao da se sustav resetira. Međutim, to je nešto što bi se u budućnosti moglo promijeniti jer s klimatskim promjenama ti zimski periodi postaju sve rjeđi, što može promijeniti mikrobnu dinamiku i utjecati na stabilnost ciklusa hranjivih tvari. Razumijevanje kako različite bakterije razgrađuju šećere pomoći će nam da shvatimo globalnu sliku ciklusa kruženja ugljika i razgradnje šećera, posebice pod utjecajem klimatskih promjena – pojašnjava dr.sc. S. Orlić.
Zato će buduća istraživanja ovog fenomena biti na tragu otkrivanja koji geni i enzimi stoje iza sebičnog ponašanja bakterija te događa li se to i u drugim ekosustavima
– Cilj je razumjeti kolika je globalna uloga sebičnih organizama u ciklusu ugljika i razgradnji organskih tvari. Stoga jedva čekam testirati više sustava i vidjeti jesu li te sebične bakterije posvuda. Na kraju, željela bih imati potpuno razumijevanje koliko su sebični organizmi globalno važni za ciklus ugljika – kaže prof. Reintjes. Znanstvenici vjeruju da bi ovi mikroskopski životni oblici mogli dati ključne uvide u to kako svijet može održivo napredovati.
Otvori KEKS Pay
