Pôdna v Amazónii ukázala mimoriadnu rozmanitosť kvasiniek aj ich enzýmovú aktivitu

Kvasinky zo vzoriek pôdy v brazílskom amazonskom dažďovom pralese patria podľa novej mikrobiologickej analýzy k veľmi rozmanitej skupine a mnohé z nich dokážu produkovať enzýmy, ktoré rozkladajú rôzne prírodné látky. Výskum zároveň ukázal, že pôda v Amazónii môže byť zdrojom nových druhov kvasiniek, pretože vedci označili desiatky izolátov za možné kandidáty na nové druhy.

Snímka zobrazuje: Diversity and extracellular enzymatic activity of culturable yeasts isolated from soil in a Brazilian Amazonian rainforest biome.

Zdroj: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42223852/

Vedci skúmali rozloženie kvasiniek v pôdach v brazílskom amazonskom biome na viacerých lokalitách, medzi nimi v dvoch vyvýšených lesoch, v lužnom lese s čiernou vodou a na mieste s amazonskou tmavou zemou. Kvasinky izolovali dvoma prístupmi, cez obohacovanie aj priamu izoláciu, a použili pritom rôzne teploty inkubácie. Získali spolu 598 izolátov kvasiniek a kvasinkovitých mikroorganizmov, ktoré patrili do 110 druhov.

Najvyššiu druhovú pestrosť priniesol obohacovací izolačný postup. Druhová bohatosť aj Shannonov index diverzity boli vyššie vo vyvýšených lesoch než na ostatných skúmaných miestach. Zaujímavé bolo aj to, že druhy rodu Lipomyces sa podarilo získať iba vtedy, keď vedci použili médium bez dusíka.

Zo 314 testovaných izolátov až 85,5 % vytvorilo aspoň jeden extracelulárny enzým schopný rozkladať bielkoviny, estery, xylan, škrob, lipidy, pektín, celulózu alebo triesloviny. Približne 45 % kvasiniek zároveň dokázalo rozpúšťať fosfát. Výsledky tak naznačujú, že tieto mikroorganizmy môžu zohrávať dôležitú úlohu v kolobehu živín v pôde a v rozklade organickej hmoty.

Čo presne vedci v Amazónii skúmali

Štúdia sa sústredila na pôdne kvasinky v niekoľkých typoch amazonského prostredia. Takýto prístup je dôležitý, pretože pôda v dažďovom pralese nie je všade rovnaká. Líši sa vlhkosťou, živinami, zložením aj tým, ako často ju ovplyvňujú záplavy alebo miestne podmienky.

V mikrobiológii sa práve pôda považuje za jednu z najbohatších zásobární nepoznanej rozmanitosti. To platí najmä pre tropické regióny, kde sa stále môže nachádzať veľa druhov, ktoré sa doteraz nepodarilo opísať.

Prečo je dôležitý spôsob izolácie

Výskumníci použili viacero izolačných postupov a rôzne teploty inkubácie. Takýto dizajn pomáha zachytiť širšie spektrum mikroorganizmov, pretože nie každá kvasinka rastie rovnako dobre za rovnakých podmienok.

Aj výsledok s rodom Lipomyces ukazuje, že jednoduchá zmena zloženia živného média môže rozhodnúť o tom, či sa určitá skupina mikroorganizmov vôbec podarí odhaliť. V praxi to znamená, že ak sa vedci spoliehajú iba na jeden postup, môžu prehliadnuť časť biodiverzity ukrytú v pôde.

Čo znamenajú extracelulárne enzýmy

Extracelulárne enzýmy sú látky, ktoré mikroorganizmy uvoľňujú do okolia, aby rozkladali zložitejšie materiály na menšie časti. V tomto prípade išlo o enzýmy spájané s rozkladom bielkovín, škrobov, lipidov, celulózy, pektínu, xylanu, esterov a trieslovín.

Pre ekosystém je to podstatné, pretože takéto procesy pomáhajú premieňať odumretú rastlinnú a živočíšnu hmotu na dostupnejšie živiny. V širšom zmysle to podporuje fungovanie pôdneho prostredia a kolobeh prvkov, od ktorých závisí aj rast rastlín.

Prečo vedcov zaujíma fosfát a nové druhy

Schopnosť rozpúšťať fosfát je zaujímavá preto, že fosfor patrí medzi kľúčové živiny pre organizmy. Mikroorganizmy, ktoré ho dokážu sprístupniť z menej dostupných foriem, môžu ovplyvňovať úrodnosť pôdy aj dostupnosť živín v prirodzenom prostredí.

Druhá dôležitá rovina sa týka možných nových druhov. Ak výskumníci označili 45 izolátov za kandidátov na nové druhy, znamená to, že pôda v Amazónii stále skrýva nepreskúmanú mikrobiálnu rozmanitosť. Pre taxonómiu aj ekológiu je to signál, že podobné habitaty môžu prinášať ďalšie doteraz neznáme organizmy.

Čo zostáva otvorené

Z dostupných údajov vyplýva, že štúdia zachytila len časť toho, čo sa v pôde amazonského lesa nachádza. Výskum pracoval so vzorkami z konkrétnych lokalít a s vybranými kultivačnými metódami, takže výsledky opisujú najmä to, čo sa podarilo vypestovať v laboratóriu.

To je bežný limit mikrobiologických prieskumov pôdy. Mnohé organizmy sa totiž dajú zistiť len ťažko alebo vôbec nie pomocou klasickej kultivácie. Aj preto môžu podobné práce v budúcnosti dopĺňať genetické metódy a porovnania z ďalších častí Amazónie, aby sa obraz o miestnej biodiverzite ešte viac spresnil.

Pre praktické využitie sú tieto zistenia dôležité aj mimo samotnej taxonómie. Kvasinky s enzýmovou aktivitou môžu byť užitočné pre výskum rozkladu biomasy, pôdnych procesov a potenciálne aj pre ďalšie biotechnologické aplikácie, hoci samotná štúdia tieto aplikácie priamo netvrdí.

Čo z toho vyplýva pre poznanie amazonskej pôdy

Výskum posilňuje predstavu, že amazonská pôda je nielen zásobárňou rastlín a živočíchov, ale aj mikroorganizmov s veľkým ekologickým významom. Rozmanitosť 110 druhov, vysoký podiel izolátov s enzýmovou aktivitou aj desiatky kandidátov na nové druhy ukazujú, že táto časť prírody stále ukrýva veľa neprebádaného.

Pre vedu je to dôležitá pripomienka, že ochrana dažďového pralesa sa netýka iba viditeľnej biodiverzity. Rovnakú hodnotu má aj mikrosvet v pôde, ktorý pomáha udržiavať samotné fungovanie ekosystému.

Zdroj: PubMed Research

Pôvodný článok: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42223852/