Nämä löydöt valaisevat "kriittisen vyöhykkeen" tuntematonta puolta – tätä rajapintaa ilmakehän, maan ja kivien välillä, joka säätelee elintärkeitä kiertoja. Tutkijat korostavat näiden mikroben ainutlaatuista sopeutumista resurssiköyhiin ympäristöihin, joissa ne suodattavat jäämiä saastuttavista aineista.
Uusi vesiperäinen mikrobi-fylum
Yhdysvalloista ja Kiinasta 21 metrin syvyydestä kerättyjen näytteiden analyysi paljasti CSP1-3-fylumin hallitsevan läsnäolon. Nämä aiemmin tuntemattomat mikrobit muodostavat yli puolet paikallisista mikrobiyhteisöistä. Niiden runsas määrä eroaa pinnallisista maista, joissa mikään laji ei yleensä ylitä muutamaa prosenttia.
Geneettiset tiedot viittaavat siihen, että nämä organismit polveutuvat miljoonia vuosia sitten kuumista lähteistä tai järvistä eläneistä vesieläimistä. Niiden evoluutio osoittaa ainakin yhden merkittävän siirtymän: vesimiljöistä pinnallisiin maaperiin ja sitten syviin kerroksiin. Tämä asteittainen sopeutuminen selittää niiden erikoistumisen resurssiköyhiin ympäristöihin.
Toisin kuin lepäävät mikrobit, CSP1-3:lla on jatkuva aineenvaihdunta, vaikka niiden kasvu on hyvin hidasta. Niiden genomi paljastaa ainutlaatuisia mekanismeja, kuten trehaloosin synnin, joka mahdollistaa niiden selviytymisen äärimmäisissä olosuhteissa. Nämä piirteet voivat selittää niiden ekologista menestystä maaperän syvyyksissä.
Luonnolliset maaperän puhdistajat
"Kriittisen vyöhykkeen" syvissä kerroksissa CSP1-3-mikrobit toimivat viimeisinä biologisina suodattimina. Kun pinnalliset maat käsittelevät sadevesiä nopeasti, nämä alemmat kerrokset pitävät nesteitä pidempään, mahdollistaen pidemmän puhdistusprosessin. Mikro-organismit hajottavat siellä pinnalta huuhtoutuneita hiili- ja typpijäämiä.
Niiden ainutlaatuinen aineenvaihdunta yhdistää hiilimonoksidin hapettamisen, heterotrofisen fermentoinnin ja epäorgaanisten substraattien käytön. Nämä sopeutumiset mahdollistavat niiden toimimisen hapen puutteessa ja ravinteiden niukkuudessa. Niiden rooli on keskeinen: ne poistavat viimeiset saastuttajat, jotka ovat kulkeneet maaperän yläkerrosten läpi.
Tämä löytö avaa uusia näkymiä biorestauraatiolle. Tutkijat yrittävät nyt kasvattaa näitä mikrobeja laboratoriossa tutkiakseen niiden potentiaalia tiettyjä saastuttajia vastaan. Niiden erityinen fysiologia saattaa sisältää uusia ratkaisuja saastuneiden vesien käsittelyyn.